WO2021006149A1 - 架橋重合体粒子の製造方法、及び、架橋重合体ゲル - Google Patents

架橋重合体粒子の製造方法、及び、架橋重合体ゲル Download PDF

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WO2021006149A1
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WO
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crosslinked polymer
load
mmol
test piece
jig
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PCT/JP2020/025844
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Inventor
河原 徹
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住友精化株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/15Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
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    • A61F13/15Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators
    • A61F13/53Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing crosslinked polymer particles and a crosslinked polymer gel.
  • an absorbent containing a water-absorbent resin has been used as an absorbent article for absorbing a liquid containing water as a main component (for example, urine) (see, for example, Patent Document 1 below).
  • the water-absorbent resin can be obtained, for example, by using crosslinked polymer particles obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer to obtain a crosslinked polymer gel and then coarsely crushing the crosslinked polymer gel. ..
  • the water-absorbent resin constituting the absorber is required to have an excellent water retention amount. Then, in order to obtain a water-absorbent resin having an excellent water retention amount, it is preferable to use crosslinked polymer particles having an excellent water retention amount.
  • One aspect of the present invention includes a step of coarsely crushing a crosslinked polymer gel having a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer, and the cutting force obtained by the following procedures (1) to (6) is 110 N.
  • a method for producing crosslinked polymer particles having a value of more than 450 N and less than 450 N (1) Six rectangular parallelepiped test pieces of 2 cm ⁇ 13 cm ⁇ 1.3 cm are obtained from the crosslinked polymer gel. (2) Install the jig with the cutting blade of the jig having the cutting blade facing downward in the vertical direction. (3) Place the test piece on the lower side in the vertical direction with respect to the cutting blade with the 2 cm ⁇ 13 cm surface of the test piece facing upward in the vertical direction.
  • Another aspect of the present invention is a crosslinked polymer gel having a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer, and the cutting force obtained by the following procedures (1) to (6) is 110 N or more and 450 N.
  • a crosslinked polymer gel that is less than.
  • (1) Six rectangular parallelepiped test pieces of 2 cm ⁇ 13 cm ⁇ 1.3 cm are obtained from the crosslinked polymer gel.
  • crosslinked polymer particles having an excellent water retention amount can be obtained.
  • One aspect of the present invention can provide a method for producing crosslinked polymer particles capable of obtaining crosslinked polymer particles having an excellent water retention amount.
  • another aspect of the present invention can provide a crosslinked polymer gel capable of obtaining crosslinked polymer particles having an excellent water retention amount.
  • Water-soluble means that it exhibits a solubility in water of 5% by mass or more at 25 ° C.
  • the materials exemplified in the present specification may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition when a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition, unless otherwise specified.
  • Saline refers to a 0.9% by mass sodium chloride aqueous solution.
  • Content of (meth) acrylic acid compound and “total mass of (meth) acrylic acid compound” mean the total amount of acrylic acid, acrylic acid salt, methacrylic acid and methacrylic acid salt.
  • Ppm means mass ppm.
  • the method for producing crosslinked polymer particles according to the present embodiment includes a gel coarse crushing step of coarsely crushing a crosslinked polymer gel (crosslinked polymer hydrous gel) having a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer.
  • the crosslinked polymer gel (crosslinked polymer hydrous gel) according to the present embodiment has a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer.
  • the cutting force (force when the crosslinked polymer gel is cut) obtained by the following procedures (1) to (6) is 110 N or more and less than 450 N.
  • Six rectangular parallelepiped test pieces of 2 cm ⁇ 13 cm ⁇ 1.3 cm are obtained from the crosslinked polymer gel.
  • crosslinked polymer particles having an excellent water retention amount for example, holding a centrifuge of 60 g / g or more.
  • Crosslinked polymer particles having a capacity (CRC: Centrifuge Retention Capacity) can be obtained.
  • CRC Centrifuge Retention Capacity
  • the cause is not limited to the following contents. That is, when the cutting force of the crosslinked polymer gel before coarse crushing is within the above range, the degree of crosslinking and / or the molecular weight of the crosslinked polymer gel is suitable, so that an excellent water retention amount can be obtained.
  • the degree of cross-linking and / or the molecular weight of the cross-linked polymer particles is low, so that the cross-linked weight is such that an excellent amount of water retention can be obtained.
  • the coalesced particles are soft).
  • a kneader pressurized kneader, double-armed kneader, etc.
  • a meat chopper a cutter mill, a pharmacomill, or the like
  • the roughing can be performed, for example, by using a roughing device having a discharge port having a circular hole having a diameter of 6.4 mm and a density of 40 holes / 36.30 cm 2 .
  • the method for producing crosslinked polymer particles according to the present embodiment may include a polymerization step for obtaining a crosslinked polymer gel having a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer before the gel coarse crushing step.
  • a crosslinked polymer gel can be obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer.
  • test piece In the step (1), six rectangular parallelepiped test pieces of 2 cm ⁇ 13 cm ⁇ 1.3 cm are obtained from the crosslinked polymer gel.
  • the test piece can be obtained by cutting out from a massive crosslinked polymer gel.
  • a solid gel having no visible voids can be used.
  • voids are likely to be formed in the region where the stirrer used in the polymerization step was present, so that a test piece can be obtained from the region where the void is not formed.
  • the water content (room temperature (25 ⁇ 1 ° C.)) of the test piece may be, for example, 45 to 65% by mass, 50 to 60% by mass, or 53 to 57% by mass.
  • the water content of the test piece is measured as follows.
  • step (2) the jig is installed with the cutting blade of the jig having the cutting blade (blade) facing downward in the vertical direction.
  • the jig is connected to a load detector and can transmit the load applied to the jig to the detector.
  • the cutting blade has, for example, a cutting edge portion and a plate-shaped supporting portion that supports the cutting edge portion.
  • the cutting edge portion may be formed on the entire side of the support portion.
  • the cutting blade (cutting edge and support) extends in one direction (long).
  • the length (length in the longitudinal direction) of the cutting blade (cutting edge portion and support portion) is 2 cm or more, which is the length of one side of the test piece.
  • the cutting edge portion is narrowed in the tip direction (direction from the support portion to the cutting edge portion; the traveling direction of the blade), and has a sharp tip.
  • the length of the cutting edge portion in the tip direction is, for example, 3 mm.
  • the length (width) of the base end and the support portion of the cutting edge portion in the directions orthogonal to the tip end direction and the longitudinal direction is, for example, 3 mm.
  • the cutting edge portion has a first blade surface that is inclined from one surface of the support portion to the tip direction, and a second blade surface that is inclined from the other surface of the support portion to the tip direction.
  • the first blade surface and the second blade surface are inclined by 22.5 ° with respect to the tip direction, and the angle (internal angle) between the first blade surface and the second blade surface is 45 °.
  • the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction at the cutting edge is, for example, an isosceles triangle.
  • step (3) the test piece is installed on the lower side in the vertical direction with respect to the cutting blade with the 2 cm x 13 cm surface of the test piece facing upward in the vertical direction.
  • one surface of the test piece of 2 cm ⁇ 13 cm faces upward in the vertical direction, and the other surface of the test piece of 2 cm ⁇ 13 cm is in contact with the measuring table.
  • the test piece is installed in a state where the cutting blade (longitudinal direction of the cutting blade) is orthogonal to the longitudinal direction of the test piece (direction of the side having a length of 13 cm).
  • step (4) the cutting blade is pushed into the test piece in the vertical direction, and the load applied to the jig is measured.
  • the alignment may be performed by bringing the tip of the cutting blade into contact with the test piece.
  • the scanning speed of the cutting blade in step (4) is set to 20 mm / min.
  • step (4) the cutting blade is pushed into the test piece in the vertical direction, and the load displacement curve of the load with respect to the displacement of the jig (the load displacement curve showing the dependence of the load on the displacement of the jig. Horizontal axis: displacement of the jig. , Vertical axis: load applied to the jig) is acquired.
  • step (5) the load of the peak top (apex) of the peak observed at the time of cutting the test piece is acquired in the load displacement curve of the load with respect to the displacement of the jig for the six test pieces.
  • FIG. 1 is a diagram (load displacement curve) for explaining the test contents of the cutting test. The load tends to increase as the cutting blade is pushed into the test piece, and when the test piece is cut, the load rises sharply and then drops sharply, and a peak is observed (FIG. 1 (a)). See), get the load of the peak top P. If the test piece is not cut, the load continues to increase and no sharp drop in load is observed (see FIG. 1 (b)).
  • step (6) the average value of the peak top load in the six test pieces is acquired as the cutting force.
  • the cutting force is the force when the crosslinked polymer gel is cut, and is 110 N or more and less than 450 N from the viewpoint of obtaining an excellent water retention amount.
  • the cutting force tends to be sufficiently large in the dissolved components in the obtained crosslinked polymer particles, and from the viewpoint of easily reducing the irritation given to the user's skin when the absorber is used, 110N or more, 130N or more, 140N or more, 150N or more. , 170N or more, 200N or more, 220N or more, 240N or more, or 250N or more is preferable.
  • the cutting force may be 255 N or more, 260 N or more, 265 N or more, 270 N or more, or 275 N or more.
  • Cutting power is 440N or less, 430N or less, 420N or less, 410N or less, 400N or less, 380N or less, 360N or less, 340N or less, 320N or less, 300N or less, 280N or less, or 275N from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention amount.
  • the cutting force may be 270 N or less, 265 N or less, 260 N or less, or 255 N or less.
  • a cutting force at room temperature 25 ⁇ 1 ° C.
  • the cutting force can be measured by the method described in Examples described later.
  • the crosslinked polymer gel and the crosslinked polymer particles according to the present embodiment can contain a crosslinked polymer obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer, and simply contain an ethylenically unsaturated monomer.
  • a crosslinked polymer obtained by polymerizing a monomer composition can be included.
  • the crosslinked polymer gel and the crosslinked polymer particles according to the present embodiment are a gel stabilizer, a metal chelating agent (ethylenediamine 4 acetic acid and its salt, diethylenetriamine 5 acetic acid and its salt (for example, diethylenetriamine 5 sodium acetate), etc.), fluidity.
  • Other components such as an improver (lubricant) may be further contained.
  • Other components may be located inside, on the surface, or both of the crosslinked polymers. Examples of the shape of the crosslinked polymer particles include crushed and granular shapes.
  • the crosslinked polymer gel and the crosslinked polymer particles may contain inorganic particles arranged on the surface of the crosslinked polymer.
  • the inorganic particles can be arranged on the surface of the crosslinked polymer.
  • the inorganic particles include silica particles such as amorphous silica.
  • the monomer composition may contain water, an organic solvent, and the like.
  • the monomer composition may be a monomer aqueous solution.
  • the monomer polymerization method include an aqueous solution polymerization method, a bulk polymerization method, and a precipitation polymerization method.
  • the aqueous solution polymerization method is preferable from the viewpoint that good water absorption performance (water retention amount, etc.) can be easily obtained and the polymerization reaction can be easily controlled.
  • the aqueous solution polymerization method is used as an example of the polymerization method will be described.
  • the monomer composition contains an ethylenically unsaturated monomer.
  • a water-soluble ethylenically unsaturated monomer can be used.
  • the ethylenically unsaturated monomer include ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid, maleic anhydride and fumaric acid, and carboxylic acid-based monomers such as salts thereof; Nonionic monomers such as meta) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, N-methylol (meth) acrylamide, polyethylene glycol mono (meth) acrylate; N, N -Amino group-containing unsaturated monomers such as diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylate, diethylamino
  • Examples thereof include acids, 2- (meth) acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, 2- (meth) acryloylethanesulfonic acid, and sulfonic acid-based monomers such as salts thereof.
  • the salt for example, a salt of (meth) acrylic acid
  • examples of the salt include an alkali metal salt (sodium salt, potassium salt, etc.), an alkaline earth metal salt (calcium salt, etc.) and the like.
  • the ethylenically unsaturated monomer contains at least one (meth) acrylic acid compound selected from the group consisting of (meth) acrylic acid and salts thereof from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention capacity and being industrially available. Is preferable. That is, the crosslinked polymer particles preferably have a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer containing a (meth) acrylic acid compound from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention amount.
  • the ethylenically unsaturated monomer having an acid group may have an acid group neutralized in advance with an alkaline neutralizer.
  • alkaline neutralizing agent include alkali metal salts such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium hydroxide and potassium carbonate; ammonia and the like.
  • the alkaline neutralizer may be used in the form of an aqueous solution in order to simplify the neutralization operation. Neutralization of the acid group may be carried out before the polymerization of the ethylenically unsaturated monomer as a raw material, or may be carried out during or after the polymerization.
  • the degree of neutralization of the ethylenically unsaturated monomer by the alkaline neutralizing agent is from the viewpoint that good water absorption performance (water retention amount, etc.) can be easily obtained by increasing the osmotic pressure, and the presence of excess alkaline neutralizing agent. From the viewpoint of suppressing defects caused by the above, 10 to 100 mol%, 30 to 90 mol%, 40 to 85 mol%, or 50 to 80 mol% is preferable.
  • the "neutralization degree” is the neutralization degree for all the acid groups of the ethylenically unsaturated monomer.
  • the content of the (meth) acrylic acid compound is preferably in the following range based on the total mass of the monomer composition.
  • the content of the (meth) acrylic acid compound is 10% by mass or more, 15% by mass or more, 20% by mass or more, 25% by mass or more, and 30% by mass from the viewpoint of low water content to be removed from the obtained gel and good drying efficiency. % Or more, or 35% by mass or more is preferable.
  • the content of the (meth) acrylic acid compound is 60% by mass or less, 55% by mass or less, 50% by mass or less, less than 50% by mass, 45% by mass or less, or 40% by mass from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention amount. % Or less is preferable.
  • the content of the (meth) acrylic acid compound is preferably 10 to 60% by mass.
  • the content of the structural unit derived from the (meth) acrylic acid compound is the above-mentioned content regarding the content of the (meth) acrylic acid compound based on the total mass of the crosslinked polymer particles. It is preferably in each range.
  • the content of the (meth) acrylic acid compound is the total amount of the monomers contained in the monomer composition and / or the total amount of the ethylenically unsaturated monomer contained in the monomer composition. The following range is preferable with reference to.
  • the content of the (meth) acrylic acid compound is preferably 50 mol% or more, 70 mol% or more, 90 mol% or more, 95 mol% or more, 97 mol% or more, or 99 mol% or more.
  • the monomer contained in the monomer composition and / or the ethylenically unsaturated monomer contained in the monomer composition is substantially composed of a (meth) acrylic acid compound (substantially).
  • 100 mol% of the monomer contained in the monomer composition and / or the ethylenically unsaturated monomer contained in the monomer composition is a (meth) acrylic acid compound). It may be.
  • the monomer composition may contain a chain transfer agent, if necessary.
  • the chain transfer agent include thiols, thiol acids, secondary alcohols, hypophosphorous acid, phosphorous acid, achlorine, benzaldehyde and the like, and benzaldehyde is preferable.
  • Benzaldehyde may be contained in the (meth) acrylic acid compound, and may constitute a monomer composition independently of the (meth) acrylic acid compound.
  • the monomer composition may not contain benzaldehyde, and the content of benzaldehyde is 0 ppm with respect to the total mass of the ethylenically unsaturated monomer or the total mass of the (meth) acrylic acid compound. It may be there.
  • the content of benzaldehyde exceeds 0 mmol with respect to 1 mol of the ethylenically unsaturated monomer or 1 mol of the (meth) acrylic acid compound, and is described below.
  • the range of is preferable.
  • the content of benzaldehyde is 0.0001 mmol or more, 0.0003 mmol or more, 0.0005 mmol or more, 0.001 mmol or more, 0.0025 mmol or more, 0.003 mmol from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention amount.
  • 0.003 mmol, 0.005 mmol or more, 0.01 mmol or more, 0.012 mmol or more, 0.02 mmol or more, 0.03 mmol or more, 0.05 mmol or more, or 0.06 Millimole or higher is preferred.
  • the content of benzaldehyde is 10 mmol or less, 7 mmol or less, 6 mmol or less, 5 mmol or less, from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention amount and suppressing the residual unreacted monomer.
  • the content of benzaldehyde is preferably more than 0 mmol and 10 mmol or less.
  • the content of benzaldehyde is 0.08 mmol or more, 0.1 mmol or more, more than 0.1 mmol, 0.2 mmol or more, 0.25 mmol or more, 0.3 mmol or more, and more than 0.3 mmol.
  • benzaldehyde may be 0.32 mmol or more.
  • the content of benzaldehyde may be 0.3 mmol or less, 0.25 mmol or less, 0.2 mmol or less, 0.15 mmol or less, 0.1 mmol or less, or 0.08 mmol or less.
  • the content of benzaldehyde exceeds 0 ppm based on the total mass of the monomer composition, and the following range is preferable.
  • the content of benzaldehyde is 0.02 ppm or more, 0.1 ppm or more, 0.15 ppm or more, 0.2 ppm or more, 0.5 ppm or more, 1.0 ppm or more, 1.5 ppm or more from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention amount.
  • 2.0ppm or more 5.0ppm or more, 7.5ppm or more, 10ppm or more, 12ppm or more, 12.5ppm or more, 20ppm or more, 25ppm or more, 30ppm or more, 35ppm or more, 50ppm or more, 60ppm or more, 62.5ppm or more, It is preferably 75 ppm or more, 80 ppm or more, 90 ppm or more, or 100 ppm or more.
  • the content of benzaldehyde is preferably 3000 ppm or less, 2000 ppm or less, 1500 ppm or less, 1000 ppm or less, 800 ppm or less, 600 ppm or less, or 500 ppm or less from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention amount. From these viewpoints, the content of benzaldehyde is preferably more than 0 ppm and 3000 ppm or less.
  • the content of benzaldehyde may be 125 ppm or more, 150 ppm or more, 175 ppm or more, 200 ppm or more, 250 ppm or more, 300 ppm or more, 350 ppm or more, 400 ppm or more, 450 ppm or more, or 500 ppm or more.
  • the content of benzaldehyde may be 450 ppm or less, 400 ppm or less, 350 ppm or less, 300 ppm or less, 250 ppm or less, 200 ppm or less, 175 ppm or less, 150 ppm or less, 125 ppm or less, or 100 ppm or less.
  • the monomer composition may contain a polymerization initiator.
  • the polymerization of the monomer contained in the monomer composition may be started by adding a polymerization initiator to the monomer composition and, if necessary, heating, irradiating with light or the like.
  • the polymerization initiator include a photopolymerization initiator and a radical polymerization initiator, and a water-soluble radical polymerization initiator is preferable.
  • the polymerization initiator preferably contains at least one selected from the group consisting of azo compounds and peroxides from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention amount.
  • azo compounds examples include 2,2'-azobis [2- (N-phenylamidino) propane] dihydrochloride and 2,2'-azobis ⁇ 2- [N- (4-chlorophenyl) amidino] propane ⁇ dihydrochloride.
  • Azo compounds are 2,2'-azobis (2-methylpropionamide) dihydrochloride and 2,2'-azobis (2-amidinopropane) from the viewpoint that good water absorption performance (water retention, etc.) can be easily obtained.
  • Peroxides include persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate; methyl ethyl ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, t-butyl. Examples thereof include organic peroxides such as peroxyacetate, t-butylperoxyisobutyrate, and t-butylperoxypivalate.
  • the peroxide preferably contains at least one selected from the group consisting of potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate from the viewpoint that good water absorption performance (water retention amount, etc.) can be easily obtained.
  • the content of the polymerization initiator is preferably in the following range with respect to 1 mol of the ethylenically unsaturated monomer or 1 mol of the (meth) acrylic acid compound.
  • the content of the polymerization initiator is 0.001 mmol or more, 0.003 mmol or more, 0.015 mmol or more, 0.03 mmol from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention amount and shortening the polymerization reaction time.
  • 0.06 mmol or more, 0.08 mmol or more, or 0.1 mmol or more is preferable.
  • the content of the polymerization initiator is 5 mmol or less, 4 mmol or less, 2 mmol or less, 1 mmol or less, 0.5 mmol from the viewpoint of easily obtaining an excellent water retention amount and avoiding a rapid polymerization reaction.
  • it is preferably 0.3 mmol or less, 0.25 mmol or less, 0.2 mmol or less, or 0.15 mmol or less. From these viewpoints, the content of the polymerization initiator is preferably 0.001 to 5 mmol.
  • the monomer composition may contain a reducing agent.
  • the reducing agent include sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, ferrous sulfate, L-ascorbic acid and the like.
  • a polymerization initiator and a reducing agent may be used in combination.
  • the monomer composition may contain an oxidizing agent.
  • the oxidizing agent include hydrogen peroxide, sodium perborate, perphosphoric acid and salts thereof, potassium permanganate and the like.
  • the monomer composition may contain an internal cross-linking agent.
  • the obtained cross-linked polymer can have a cross-linked structure by the internal cross-linking agent in addition to the self-cross-linking structure by the polymerization reaction as the internal cross-linking structure.
  • Examples of the internal cross-linking agent include compounds having two or more reactive functional groups (for example, polymerizable unsaturated groups).
  • Examples of the internal cross-linking agent include di or tri (meth) acrylic acid esters of polyols such as (poly) ethylene glycol, (poly) propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and (poly) glycerin.
  • Unsaturated polyesters obtained by reacting the above polyol with an unsaturated acid (maleic acid, fumaric acid, etc.); (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, (poly) glycerin Glycidyl group-containing compounds such as diglycidyl ether and glycidyl (meth) acrylate; bisacrylamides such as N, N'-methylenebis (meth) acrylamide; di or tri (meth) obtained by reacting polyepoxide with (meth) acrylic acid.
  • unsaturated acid maleic acid, fumaric acid, etc.
  • Meta) acrylic acid esters di (meth) acrylic acid carbamil esters obtained by reacting polyisocyanates (tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, etc.) with hydroxyethyl (meth) acrylic acid; allylated starch; allyl Cellified cellulose; diallyl phthalate; N, N', N "-triallyl isocyanurate; divinylbenzene; pentaerythritol; ethylenediamine; polyethyleneimine, etc.
  • polyisocyanates tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, etc.
  • the internal cross-linking agent is easy to obtain an excellent water retention amount, and From the viewpoint of excellent reactivity at low temperature, it is preferable to contain at least one selected from the group consisting of (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, and (poly) glycerin diglycidyl ether. ..
  • the content of the internal cross-linking agent is preferably in the following range with respect to 1 mol of the ethylenically unsaturated monomer or 1 mol of the (meth) acrylic acid compound.
  • the content of the internal cross-linking agent is 0.0005 mmol or more, 0.001 mmol or more, 0.002 mmol or more, 0.005 mmol or more, 0. from the viewpoint that good water absorption performance (water retention amount, etc.) can be easily obtained. It is preferably 01 mmol or more, 0.015 mmol or more, 0.02 mmol or more, or 0.025 mmol or more.
  • the content of the internal cross-linking agent is 0.3 mmol or less, 0.25 mmol or less, 0.2 mmol or less, 0.18 mmol or less, 0. from the viewpoint that good water absorption performance (water retention amount, etc.) can be easily obtained. Less than 18 mmol, 0.17 mmol or less, 0.16 mmol or less, 0.15 mmol or less, 0.1 mmol or less, 0.06 mmol or less, less than 0.06 mmol, 0.05 mmol or less, 0.05 mmol Less than, 0.04 mmol or less, or 0.03 mmol or less is preferable. From these viewpoints, the content of the internal cross-linking agent is preferably 0.0005 to 0.3 mmol.
  • the monomer composition may contain additives such as thickeners and inorganic fillers as components different from the above-mentioned components.
  • the thickener include carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, polyethylene glycol, polyacrylic acid, neutralized polyacrylic acid, polyacrylamide and the like.
  • the inorganic filler include metal oxides, ceramics, and viscous minerals.
  • a polymerization method for aqueous solution polymerization As a polymerization method for aqueous solution polymerization, a static polymerization method in which the monomer composition is polymerized without stirring (for example, a static state); a stirring polymerization method in which the monomer composition is polymerized while stirring in a reaction apparatus. And so on.
  • a static polymerization method when the polymerization is completed, a single block-shaped gel occupying substantially the same volume as the monomer composition present in the reaction vessel is obtained.
  • the form of polymerization may be batch, semi-continuous, continuous, or the like.
  • the polymerization reaction can be carried out while continuously supplying the monomer composition to the continuous polymerization apparatus to continuously obtain a gel.
  • the polymerization temperature varies depending on the polymerization initiator used, but from the viewpoint of rapidly advancing the polymerization, increasing the productivity by shortening the polymerization time, removing the heat of polymerization, and facilitating the smooth reaction, 0 to 0 to It is preferably 130 ° C. or 10 to 110 ° C.
  • the polymerization time is appropriately set depending on the type and amount of the polymerization initiator used, the reaction temperature, and the like, but is preferably 1 to 200 minutes or 5 to 100 minutes.
  • the method for producing crosslinked polymer particles according to the present embodiment may include a drying step of drying the crude product (gel coarse crushed product) after the gel coarse crushing step.
  • a dried product (gel dried product) can be obtained by removing liquid components (water, etc.) in the pyroclastic material by heating and / or blowing air.
  • the drying method may be natural drying, heat drying, spray drying, freeze drying or the like.
  • the drying temperature is, for example, 70 to 250 ° C. Drying can be performed, for example, at 180 ° C. for 30 minutes.
  • the method for producing crosslinked polymer particles according to the present embodiment may include a dried product crushing step of crushing the dried product after the drying step.
  • Crushers include roller mills (roll mills), stamp mills, jet mills, high-speed rotary crushers (hammer mills, pin mills, rotor beater mills, etc.), container-driven mills (rotary mills, vibration mills, planetary mills, etc.). Can be mentioned.
  • the pulverization can be performed, for example, under the condition of a trapezoidal hole of 1 mm on the screen.
  • the method for producing crosslinked polymer particles according to the present embodiment may include a classification step of classifying the crushed product (crushed product of the dried product) after the dried product crushing step.
  • the classification step may be performed a plurality of times by repeating the dry matter crushing step and the classification step, and the classification step may be performed after the additional crosslinking step described later.
  • Examples of the classification method include screen classification and wind power classification. Examples of the screen classification include a vibrating sieve, a rotary shifter, a cylindrical stirring sieve, a blower shifter, and a low-tap type shaker.
  • Screen classification is a method of classifying particles on a screen into particles that pass through the mesh of the screen and particles that do not pass through by vibrating the screen.
  • Wind classification is a method of classifying particles using the flow of air.
  • the particles obtained in the classification step may be particles having a particle size of 180 to 850 ⁇ m.
  • the water-absorbent resin according to the present embodiment can be obtained by cross-linking the polymer after the gel rough crushing step.
  • the cross-linking may be performed at any time after the gel coarse crushing step, and may be performed before or after the drying step, before or after the crushing step, or before or after the classification step.
  • the cross-linking may be a surface cross-linking to the polymer particles.
  • the cross-linking can be performed, for example, by reacting a cross-linking agent (for example, a surface cross-linking agent) with the polymer.
  • the cross-linking density of the polymer (for example, the cross-linking density near the surface of the polymer particles) is increased, so that the water absorption performance of the polymer (CRC, water absorption under load, water absorption rate, etc.) ) Is easy to increase.
  • cross-linking agent examples include compounds containing two or more functional groups (reactive functional groups) having reactivity with functional groups derived from ethylenically unsaturated monomers.
  • examples of the cross-linking agent include polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane, glycerin, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and polyglycerin; (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, Polyglycidyl compounds such as (poly) glycerin diglycidyl ether, (poly) glycerin triglycidyl ether, (poly) propylene glycol polyglycidyl ether, (poly) glycerol polyglycidyl ether; epichlorohydrin, epibromhydrin, ⁇ -methylepicrolhydrin, etc.
  • Haloepoxy compounds compounds having two or more reactive functional groups, such as isocyanate compounds (2,4-tolylene diisocyanate, hexamethylenediisocyanate, etc.); 3-methyl-3-oxetane methanol, 3-ethyl-3-oxetane Oxetane compounds such as methanol, 3-butyl-3-oxetane methanol, 3-methyl-3-oxetane ethanol, 3-ethyl-3-oxetane ethanol, 3-butyl-3-oxetane ethanol; 1,2-ethylenebisoxazoline and the like.
  • the water-absorbent resin according to the present embodiment has a gel stabilizer on its surface; a metal chelating agent (ethylenediaminetetraacetic acid and a salt thereof, diethylenetriamine-5 acetic acid and a salt thereof (for example, diethylenetriamine-5 sodium acetate), etc.); a fluidity improver.
  • a metal chelating agent ethylenediaminetetraacetic acid and a salt thereof, diethylenetriamine-5 acetic acid and a salt thereof (for example, diethylenetriamine-5 sodium acetate), etc.
  • a fluidity improver may contain inorganic particles of (lubricant) and the like.
  • the inorganic particles include silica particles such as amorphous silica.
  • the water-absorbent resin according to the present embodiment can retain water and can absorb body fluids such as urine, sweat, and blood (for example, menstrual blood).
  • the water-absorbent resin according to the present embodiment can be used as a constituent component of the absorber.
  • This embodiment can be used in the fields of, for example, sanitary materials such as disposable diapers and sanitary products; agricultural and horticultural materials such as water retention agents and soil conditioners; and industrial materials such as water stop agents and dew condensation inhibitors.
  • the absorber according to the present embodiment contains the water-absorbent resin (for example, water-absorbent resin particles) according to the present embodiment.
  • the absorber according to the present embodiment may contain a fibrous substance, for example, a mixture containing a water-absorbent resin and the fibrous substance.
  • the structure of the absorber may be, for example, a structure in which the water-absorbent resin and the fibrous material are uniformly mixed, and the water-absorbent resin is sandwiched between the fibrous material formed in a sheet or layer. It may be present or may have other configurations.
  • the fibrous material examples include finely pulverized wood pulp; cotton; cotton linter; rayon; cellulosic fibers such as cellulose acetate; synthetic fibers such as polyamide, polyester and polyolefin; and a mixture of these fibers.
  • hydrophilic fibers can be used as the fibrous material.
  • the fibers may be adhered to each other by adding an adhesive binder to the fibrous material.
  • the adhesive binder include heat-sealing synthetic fibers, hot melt adhesives, and adhesive emulsions.
  • the heat-bondable synthetic fiber examples include a total fusion type binder such as polyethylene, polypropylene, and an ethylene-propylene copolymer; a non-total fusion type binder having a side-by-side or core-sheath structure of polypropylene and polyethylene.
  • a total fusion type binder such as polyethylene, polypropylene, and an ethylene-propylene copolymer
  • non-total fusion type binder having a side-by-side or core-sheath structure of polypropylene and polyethylene.
  • hot melt adhesive examples include ethylene-vinyl acetate copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer, and styrene-ethylene-propylene-styrene block copolymer.
  • a mixture of a base polymer such as amorphous polypropylene and a tackifier, a plasticizer, an antioxidant and the like.
  • Examples of the adhesive emulsion include polymers of at least one monomer selected from the group consisting of methyl methacrylate, styrene, acrylonitrile, 2-ethylhexyl acrylate, butyl acrylate, butadiene, ethylene, and vinyl acetate.
  • the absorber according to the present embodiment may contain an inorganic powder (for example, amorphous silica), a deodorant, an antibacterial agent, a pigment, a dye, a fragrance, an adhesive and the like.
  • an inorganic powder for example, amorphous silica
  • the absorber may contain an inorganic powder in addition to the inorganic particles in the water-absorbent resin.
  • the shape of the absorber according to the present embodiment may be, for example, a sheet shape.
  • the thickness of the absorber (for example, the thickness of the sheet-shaped absorber) may be 0.1 to 20 mm or 0.3 to 15 mm.
  • the content of the water-absorbent resin in the absorber is 2 to 95% by mass, 10 to 80% by mass, or 20 to 60% by mass with respect to the total of the water-absorbent resin and the fibrous material from the viewpoint of easily obtaining sufficient absorption characteristics. May be%.
  • the content of the water-absorbent resin in the absorber is preferably 100 to 1000 g, 150 to 800 g, or 200 to 700 g per 1 m 2 of the absorber from the viewpoint of easily obtaining sufficient absorption characteristics.
  • the content of the fibrous material in the absorber is preferably 50 to 800 g, 100 to 600 g, or 150 to 500 g per 1 m 2 of the absorber from the viewpoint of easily obtaining sufficient absorption characteristics.
  • the absorbent article according to the present embodiment includes an absorber according to the present embodiment.
  • a core wrap that retains the shape of the absorber and prevents the constituent member of the absorber from falling off or flowing; on the outermost side on the side where the liquid to be absorbed enters.
  • Liquid permeable sheet to be arranged Examples thereof include a liquid permeable sheet arranged on the outermost side opposite to the side where the liquid to be absorbed enters.
  • Absorbent articles include diapers (for example, paper diapers), toilet training pants, incontinence pads, sanitary materials (sanitary napkins, tampons, etc.), sweat pads, pet sheets, simple toilet materials, animal excrement treatment materials, and the like. ..
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an absorbent article.
  • the absorbent article 100 shown in FIG. 2 includes an absorbent body 10, core wraps 20a and 20b, a liquid permeable sheet 30, and a liquid permeable sheet 40.
  • the liquid permeable sheet 40, the core wrap 20b, the absorbent body 10, the core wrap 20a, and the liquid permeable sheet 30 are laminated in this order.
  • FIG. 2 there is a portion shown so that there is a gap between the members, but the members may be in close contact with each other without the gap.
  • the absorber 10 has water-absorbent resin particles 10a containing the water-absorbent resin according to the present embodiment, and a fiber layer 10b containing a fibrous material.
  • the water-absorbent resin particles 10a are dispersed in the fiber layer 10b.
  • the core wrap 20a is arranged on one side of the absorber 10 (upper side of the absorber 10 in FIG. 2) in contact with the absorber 10.
  • the core wrap 20b is arranged on the other side of the absorber 10 (lower side of the absorber 10 in FIG. 2) in contact with the absorber 10.
  • the absorber 10 is arranged between the core wrap 20a and the core wrap 20b.
  • Examples of the core wraps 20a and 20b include tissues, non-woven fabrics, woven fabrics, synthetic resin films having liquid permeation holes, net-like sheets having a mesh, and the like.
  • the core wrap 20a and the core wrap 20b have, for example, a main surface having the same size as the absorber 10.
  • the liquid permeable sheet 30 is arranged on the outermost side on the side where the liquid to be absorbed enters.
  • the liquid permeable sheet 30 is arranged on the core wrap 20a in contact with the core wrap 20a.
  • Examples of the liquid permeable sheet 30 include non-woven fabrics made of synthetic resins such as polyethylene, polypropylene, polyester and polyamide, and porous sheets.
  • the liquid permeable sheet 40 is arranged on the outermost side of the absorbent article 100 on the opposite side of the liquid permeable sheet 30.
  • the liquid permeable sheet 40 is arranged under the core wrap 20b in contact with the core wrap 20b.
  • liquid impermeable sheet 40 examples include a sheet made of a synthetic resin such as polyethylene, polypropylene, and polyvinyl chloride, and a sheet made of a composite material of these synthetic resins and a non-woven fabric.
  • the liquid permeable sheet 30 and the liquid permeable sheet 40 have, for example, a main surface wider than the main surface of the absorber 10, and the outer edges of the liquid permeable sheet 30 and the liquid permeable sheet 40 are It extends around the absorber 10 and the core wraps 20a, 20b.
  • the magnitude relationship between the absorbent body 10, the core wraps 20a and 20b, the liquid permeable sheet 30, and the liquid permeable sheet 40 is not particularly limited, and is appropriately adjusted according to the use of the absorbent article and the like. Further, the method of retaining the shape of the absorber 10 by using the core wraps 20a and 20b is not particularly limited, and as shown in FIG. 2, the absorber may be wrapped by a plurality of core wraps, and the absorber is wrapped by one core wrap. It may be.
  • the absorber may be adhered to the top sheet.
  • a hot melt adhesive is applied to the top sheet at predetermined intervals in a striped shape, a spiral shape, etc. in the width direction and adhered; starch, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, etc. Examples thereof include a method of adhering using a water-soluble binder such as a water-soluble polymer.
  • a method of adhering by heat-sealing of the heat-sealing synthetic fibers may be adopted.
  • the liquid absorbing method according to the present embodiment includes a step of bringing the liquid to be absorbed into contact with the water absorbing resin, the absorber or the absorbent article according to the present embodiment.
  • the present embodiment it is possible to provide a method for producing an absorber using the above-mentioned water-absorbent resin.
  • the method for producing an absorber according to the present embodiment includes a water-absorbent resin manufacturing step for obtaining the above-mentioned water-absorbent resin.
  • the method for producing an absorber according to the present embodiment may include a step of mixing the water-absorbent resin and the fibrous material after the process of producing the water-absorbent resin.
  • the method for producing an absorbent article according to the present embodiment includes an absorber manufacturing step for obtaining an absorber by the above-mentioned method for manufacturing an absorber.
  • the method for producing an absorbent article according to the present embodiment may include a step of obtaining an absorbent article by using the absorber and other constituent members of the absorbent article after the absorbent body manufacturing step. For example, an absorbent article is obtained by laminating the absorber and other constituent members of the absorbent article with each other.
  • the present embodiment it is possible to provide an application of a water-absorbent resin, an absorber and an absorbent article to a liquid-absorbing liquid.
  • a method for adjusting the water retention amount of the crosslinked polymer particles which is a method for adjusting the water retention amount using the crosslinked polymer gel according to the present embodiment (for example, an improving method).
  • the method for adjusting the amount of water retained according to the present embodiment includes an adjusting step for adjusting the cutting force obtained by the above-mentioned procedures (1) to (6) for the crosslinked polymer gel according to the present embodiment. In the adjusting step, the cutting force can be adjusted to each of the above ranges (for example, 110 N or more and less than 450 N).
  • the crosslinked polymer gel according to the present embodiment includes a selection step of selecting crosslinked polymer particles based on the cutting force obtained by the above-mentioned procedures (1) to (6).
  • a method for producing particles can be provided.
  • the cutting force can be adjusted to each of the above ranges (for example, 110 N or more and less than 450 N).
  • Partial neutralizing solution of sodium acrylate (monomer used for polymerization, monomer concentration: 45% by mass, neutralization rate of sodium acrylate: 75 mol%) 340.0 g, ethylene glycol diglycidyl ether 0.0541 g (inside)
  • the cross-linking agent 0.11 mmol
  • benzaldehyde 1.245 mg 0.117 mmol
  • 59.0 g of ion-exchanged water the mixture was uniformly mixed by rotating the stirrer to mix (sodium acrylate). Partial neutralizing solution concentration: 38% by mass) was obtained.
  • the inside of the stainless steel vat was sealed by sealing the upper part of the stainless steel vat with a polyethylene film.
  • the obtained product was immersed in a water bath at 75 ° C. for 20 minutes while still in a container to obtain a gel (post-polymerization gel).
  • the thickness of the gel was 1.3 cm.
  • the same operation was repeated to obtain two gels, a gel A for performing a cutting test and a gel B for producing crosslinked polymer particles.
  • Example 2 A gel was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the amount of benzaldehyde used was changed to 12.45 mg (0.117 mmol).
  • Partial neutralizing solution of sodium acrylate (monomer used for polymerization, monomer concentration: 45% by mass, neutralization rate of sodium acrylate: 75 mol%) 340.0 g, ethylene glycol diglycidyl ether 0.0077 g (inside)
  • the cross-linking agent 0.044 mmol
  • 37.35 mg (0.352 mmol) of benzaldehyde, and 59.0 g of ion-exchanged water the mixture was uniformly mixed by rotating the stirrer to mix (sodium acrylate). Partial neutralizing solution concentration: 38% by mass) was obtained.
  • the inside of the stainless steel vat was sealed by sealing the upper part of the stainless steel vat with a polyethylene film.
  • the amount of dissolved oxygen was adjusted to 0.1 ppm or less by substituting nitrogen in the mixture. Then, under stirring at 300 rpm, 3.48 g (2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 0.257 mmol, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0, 2 mass% V-50 aqueous solution.
  • a monomer aqueous solution was prepared by sequentially dropping 0.73 g of a 5.5 mass% L-ascorbic acid aqueous solution and 0.81 g of a 0.35 mass% hydrogen peroxide solution. Polymerization started immediately after the 0.35 mass% hydrogen peroxide solution was added dropwise.
  • the obtained product was immersed in a water bath at 75 ° C. for 20 minutes while still in a container to obtain a gel (post-polymerization gel).
  • the thickness of the gel was 1.3 cm.
  • the same operation was repeated to obtain two gels, a gel A for performing a cutting test and a gel B for producing crosslinked polymer particles.
  • Example 5 A gel was obtained by performing the same operation as in Example 4 except that the amount of benzaldehyde used was changed to 37.35 mg (0.352 mmol).
  • Example 6 A gel was obtained by performing the same operation as in Example 4 except that the amount of benzaldehyde used was changed to 62.26 mg (0.587 mmol).
  • Example 7 A gel was obtained by performing the same operation as in Example 4 except that the amount of benzaldehyde used was changed to 124.5 mg (1.173 mmol).
  • Example 8 The same operation as in Example 4 was carried out except that the amount of ethylene glycol diglycidyl ether used was changed to 0.0155 g (0.089 mmol) and the amount of benzaldehyde used was changed to 1.245 mg (0.0117 mmol). Gel was obtained by doing.
  • Example 2 The same operation as in Example 4 was carried out except that the amount of ethylene glycol diglycidyl ether used was changed to 0.0541 g (0.311 mmol) and the amount of benzaldehyde used was changed to 1.245 mg (0.0117 mmol). Gel was obtained by doing.
  • Example 3 The same operation as in Example 4 was carried out except that the amount of ethylene glycol diglycidyl ether used was changed to 0.0541 g (0.311 mmol) and the amount of benzaldehyde used was changed to 124.5 mg (1.173 mmol). Gel was obtained by doing.
  • a cutting test was conducted using EZtest (product name: EZtest, model number: EZ-SX, manufactured by Shimadzu Corporation).
  • the blade used to cut the gel (long cutting blade, catalog name: 45 ° cut end face t3 mm) has a capacity of 500 N (measurement upper limit is set to 450 N) with the tip of the blade facing downward in the vertical direction.
  • the jig was assembled by attaching it to the load cell of.
  • the blade has a cutting edge portion (length in the tip direction: 3 mm, a cutting edge portion narrowed toward the tip direction and having a sharp tip) and a plate-shaped support portion that supports the cutting edge portion. ing.
  • the length of the cutting blade including the cutting edge portion in the longitudinal direction is 7 cm.
  • the cutting edge portion is formed on the entire side of the supporting portion, and the width of the base end of the cutting edge portion and the supporting portion is 3 mm.
  • the cutting edge portion has a first blade surface that is inclined from one surface of the support portion to the tip direction, and a second blade surface that is inclined from the other surface of the support portion to the tip direction.
  • the first blade surface and the second blade surface are inclined by 22.5 ° with respect to the tip direction, and the angle (internal angle) between the first blade surface and the second blade surface is 45 °. ..
  • the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction at the cutting edge is an isosceles triangle.
  • test piece was cut according to the following procedure by operating the blade attached to the EZtest using the Shimadzu autograph software Trapezium X (manufactured by Shimadzu Corporation). Cutting was performed at room temperature (25 ⁇ 1 ° C.).
  • the test piece was placed on the measuring table in a state where the 2 cm ⁇ 13 cm surface of the test piece was in contact with the measuring table and the longitudinal direction of the test piece was orthogonal to the longitudinal direction of the blade.
  • the blade was manually lowered and stopped when the load cell sensed a load of 0.01 N. After that, the blade was raised by 0.01 mm and its position was set as the measurement start point.
  • the blade is pushed into the surface of the test piece at a speed of 20 mm / min from the measurement start point (set to move automatically by the programming function of Trapezium X), and the load applied to the jig when the gel is cut. was measured.
  • the load increases as the blade is pushed into the gel, and when the gel is cut, the load rises sharply and then drops sharply to observe a peak (see FIG. 1A), and the peak top P The load of was obtained. If the test piece was not cut, the load reached the measurement upper limit of 450 N (see FIG. 1 (b)).
  • the pyroclastic material was spread on a net and then dried in a hot air dryer (model number: FV-320, manufactured by ADVANTEC) set at 180 ° C. for 30 minutes to obtain a dried product.
  • a crusher (Retsch, Rotavita Mill, SR300) was used to crush the dried product under the condition of a trapezoidal hole of 1 mm on the screen.
  • a non-woven fabric with a size of 60 mm x 170 mm (product name: Heat Pack MWA-18, manufactured by Nippon Paper Papylia Co., Ltd.) was folded in half in the longitudinal direction to adjust the size to 60 mm x 85 mm.
  • a 60 mm ⁇ 85 mm non-woven fabric bag was produced by crimping the non-woven fabrics to each other on both sides extending in the longitudinal direction with a heat seal (a crimped portion having a width of 5 mm was formed on both sides along the longitudinal direction).
  • 0.2 g of the above-mentioned crosslinked polymer particles was contained in the non-woven fabric bag. Then, the non-woven fabric bag was closed by crimping the remaining one side extending in the lateral direction with a heat seal.
  • the entire non-woven fabric bag was completely moistened by floating the non-woven fabric bag on 1000 g of physiological saline contained in a stainless steel vat (240 mm ⁇ 320 mm ⁇ 45 mm) without folding the non-woven fabric bag.
  • a stainless steel vat 240 mm ⁇ 320 mm ⁇ 45 mm
  • the non-woven fabric bag was taken out from the physiological saline solution. Then, the non-woven fabric bag was put in a centrifuge (manufactured by Kokusan Co., Ltd., model number: H-122). After the centrifugal force in the centrifuge reached 250 G, the non-woven fabric bag was dehydrated for 3 minutes. After dehydration, it was weighed mass M a nonwoven bag containing the mass of gel. Subjected to the same operation as the aforementioned operation on the woven bags without accommodating the crosslinked polymer particles, the mass was measured M b of the nonwoven fabric bag.
  • 10 Absorbent, 10a ... Water-absorbent resin particles, 10b ... Fiber layer, 20a, 20b ... Core wrap, 30 ... Liquid permeable sheet, 40 ... Liquid permeable sheet, 100 ... Absorbent article.

Abstract

エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する架橋重合体ゲルを粗砕する工程を備え、下記(1)~(6)の手順により得られる裁断力が110N以上450N未満である、架橋重合体粒子の製造方法。 (1)架橋重合体ゲルから2×13×1.3cmの直方体状の6つの試験片を得る。 (2)治具の裁断刃が鉛直方向の下側に向く状態で治具を設置する。 (3)試験片の2cm×13cmの面が鉛直方向の上側に向く状態で裁断刃に対して鉛直方向の下側に試験片を設置する。 (4)鉛直方向に裁断刃を試験片に押し込み、治具に負荷される荷重を測定する。 (5)6つの試験片について、治具の変位に対する荷重の荷重変位曲線において試験片の裁断時に観察されるピークのピークトップの荷重を取得する。 (6)6つの試験片におけるピークトップの荷重の平均値を裁断力として取得する。

Description

架橋重合体粒子の製造方法、及び、架橋重合体ゲル
 本発明は、架橋重合体粒子の製造方法、及び、架橋重合体ゲルに関する。
 従来、水を主成分とする液体(例えば尿)を吸収するための吸収性物品には、吸水性樹脂を含有する吸収体が用いられている(例えば、下記特許文献1参照)。吸水性樹脂は、例えば、エチレン性不飽和単量体を重合して架橋重合体ゲルを得た後、架橋重合体ゲルを粗砕等して得られる架橋重合体粒子を用いて得ることができる。
特開平06-345819号公報
 水を主成分とする液体が吸収性物品に供された際、吸収性物品の吸収体に液体が充分吸収されなければ、余剰の液体は吸収体物品の表面を流れる等して吸収性物品の外に漏れるといった不具合が生じ得る。そのため、吸収体を構成する吸水性樹脂に対しては、優れた保水量を有することが求められる。そして、優れた保水量を有する吸水性樹脂を得るためには、優れた保水量を有する架橋重合体粒子を用いることが好ましい。
 本発明の一側面は、優れた保水量を有する架橋重合体粒子を得ることが可能な架橋重合体粒子の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の一側面は、優れた保水量を有する架橋重合体粒子を得ることが可能な架橋重合体ゲルを提供することを目的とする。
 本発明の一側面は、エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する架橋重合体ゲルを粗砕する工程を備え、下記(1)~(6)の手順により得られる裁断力が110N以上450N未満である、架橋重合体粒子の製造方法を提供する。
(1)架橋重合体ゲルから2cm×13cm×1.3cmの直方体状の6つの試験片を得る。
(2)裁断刃を有する治具の当該裁断刃が鉛直方向の下側に向く状態で治具を設置する。
(3)試験片の2cm×13cmの面が鉛直方向の上側に向く状態で、裁断刃に対して鉛直方向の下側に試験片を設置する。
(4)鉛直方向に裁断刃を試験片に押し込み、治具に負荷される荷重を測定する。
(5)6つの試験片について、治具の変位に対する荷重の荷重変位曲線において試験片の裁断時に観察されるピークのピークトップの荷重を取得する。
(6)6つの試験片におけるピークトップの荷重の平均値を裁断力として取得する。
 本発明の他の一側面は、エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する架橋重合体ゲルであって、下記(1)~(6)の手順により得られる裁断力が110N以上450N未満である、架橋重合体ゲルを提供する。
(1)架橋重合体ゲルから2cm×13cm×1.3cmの直方体状の6つの試験片を得る。
(2)裁断刃を有する治具の当該裁断刃が鉛直方向の下側に向く状態で治具を設置する。
(3)試験片の2cm×13cmの面が鉛直方向の上側に向く状態で、裁断刃に対して鉛直方向の下側に試験片を設置する。
(4)鉛直方向に裁断刃を試験片に押し込み、治具に負荷される荷重を測定する。
(5)6つの試験片について、治具の変位に対する荷重の荷重変位曲線において試験片の裁断時に観察されるピークのピークトップの荷重を取得する。
(6)6つの試験片におけるピークトップの荷重の平均値を裁断力として取得する。
 上述の架橋重合体粒子の製造方法及び架橋重合体ゲルによれば、優れた保水量を有する架橋重合体粒子を得ることができる。
 本発明の一側面は、優れた保水量を有する架橋重合体粒子を得ることが可能な架橋重合体粒子の製造方法を提供することができる。また、本発明の他の一側面は、優れた保水量を有する架橋重合体粒子を得ることが可能な架橋重合体ゲルを提供することができる。
裁断試験の試験内容を説明するための図である。 吸収性物品の一例を示す断面図である。
 以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
 本明細書において、「アクリル」及び「メタクリル」を合わせて「(メタ)アクリル」と表記する。「アクリレート」及び「メタクリレート」も同様に「(メタ)アクリレート」と表記する。「ポリエチレングリコール」及び「エチレングリコール」を合わせて「(ポリ)エチレングリコール」と表記する。「(ポリ)」を含む他の表現についても同様である。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「水溶性」とは、25℃において水に5質量%以上の溶解性を示すことをいう。本明細書に例示する材料は、単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いられてもよい。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。「生理食塩水」とは、0.9質量%塩化ナトリウム水溶液をいう。「(メタ)アクリル酸化合物の含有量」及び「(メタ)アクリル酸化合物の全質量」とは、アクリル酸、アクリル酸塩、メタクリル酸及びメタクリル酸塩の合計量を意味する。「ppm」は質量ppmを意味する。
 本実施形態に係る架橋重合体粒子の製造方法は、エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する架橋重合体ゲル(架橋重合体含水ゲル)を粗砕するゲル粗砕工程を備える。本実施形態に係る架橋重合体ゲル(架橋重合体含水ゲル)は、エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する。本実施形態では、下記(1)~(6)の手順により得られる裁断力(架橋重合体ゲルが裁断されるときの力)が110N以上450N未満である。
(1)架橋重合体ゲルから2cm×13cm×1.3cmの直方体状の6つの試験片を得る。
(2)裁断刃を有する治具の当該裁断刃が鉛直方向の下側に向く状態で治具を設置する。
(3)試験片の2cm×13cmの面が鉛直方向の上側に向く状態で、裁断刃に対して鉛直方向の下側に試験片を設置する。
(4)鉛直方向に裁断刃を試験片に押し込み、治具に負荷される荷重を測定する。
(5)6つの試験片について、治具の変位に対する荷重の荷重変位曲線において試験片の裁断時に観察されるピークのピークトップの荷重を取得する。
(6)6つの試験片におけるピークトップの荷重の平均値を裁断力として取得する。
 本実施形態に係る架橋重合体粒子の製造方法及び架橋重合体ゲルによれば、優れた保水量を有する架橋重合体粒子を得ることが可能であり、例えば、60g/g以上の遠心分離機保持容量(CRC:Centrifuge Retention Capacity)を有する架橋重合体粒子を得ることができる。このような効果が得られる原因は明らかではないが、本発明者は下記のように推察している。但し、原因は下記の内容に限定されない。すなわち、粗砕前の架橋重合体ゲルの裁断力が上述の範囲である場合、当該架橋重合体ゲルの架橋度及び/又は分子量が好適であることから、優れた保水量が得られる好適な柔らかさを架橋重合体粒子が有している(例えば、裁断力が450N未満であると、架橋重合体粒子の架橋度及び/又は分子量が低いことから、優れた保水量が得られる程度に架橋重合体粒子が柔らかい)。
 ゲル粗砕工程における粗砕装置としては、例えば、ニーダー(加圧式ニーダー、双腕型ニーダー等)、ミートチョッパー、カッターミル、ファーマミル等を用いることができる。粗砕は、例えば、直径6.4mmの円形の穴を密度40穴/36.30cmで有する排出口を有する粗砕装置を用いて行うことができる。
 本実施形態に係る架橋重合体粒子の製造方法は、ゲル粗砕工程の前に、エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する架橋重合体ゲルを得る重合工程を備えてよい。重合工程では、エチレン性不飽和単量体を重合させることにより架橋重合体ゲルを得ることができる。
 工程(1)では、架橋重合体ゲルから2cm×13cm×1.3cmの直方体状の6つの試験片を得る。試験片は、塊状の架橋重合体ゲルから切り出すことにより得ることができる。試験片としては、目視にて確認し得る空隙を有さない中実のゲルを用いることができる。塊状の架橋重合体ゲルにおいて、重合工程において用いた撹拌子が存在していた領域に空隙が形成されやすいことから、当該空隙が形成されていない領域から試験片を得ることができる。試験片の含水率(室温(25±1℃))は、例えば45~65質量%、50~60質量%又は53~57質量%であってよい。試験片の含水率は次のように測定する。前記試験片を6つ切り出した後の、残りの架橋重合体ゲルより、1~2cm角のゲル片(2~5g)を切り出し、あらかじめ恒量(W1(g))としたアルミホイールケース(8号)にとり、その質量W2(g)を精秤する。精秤されたゲル片を、内温を180℃に設定した熱風乾燥機(ADVANTEC社製、型式:FV-320)で0.5時間乾燥させる。粉体をデシケーター中で放冷した後、その質量W3(g)を乾燥質量として測定する。以下の式から、乾燥で蒸発した水分量として試験片の含水率を算出する。
  含水率(質量%)=[{(W2-W1)-(W3-W1)}/(W2-W1)]×100
 工程(2)では、裁断刃(ブレード)を有する治具の当該裁断刃が鉛直方向の下側に向く状態で治具を設置する。治具は荷重の検出器に接続されており、当該治具に負荷される荷重を検出器に伝達できる。
 裁断刃は、例えば、刃先部と、当該刃先部を支持する板状の支持部と、を有する。刃先部は、支持部の一辺の全体に形成されていてよい。裁断刃(刃先部及び支持部)は、一方向に延びている(長尺である)。裁断刃(刃先部及び支持部)の長さ(長手方向の長さ)は、試験片の一辺の長さである2cm又はそれ以上である。刃先部は、例えば、先端方向(支持部から刃先部に向かう方向。刃の進行方向)に向かって狭幅化され、尖った先端を有している。先端方向における刃先部の長さは、例えば3mmである。先端方向及び長手方向に直交する方向おける刃先部の基端及び支持部の長さ(幅)は、例えば3mmである。刃先部は、支持部の一方面から先端方向に対して傾斜する第1の刃面と、支持部の他方面から先端方向に対して傾斜する第2の刃面と、を有している。例えば、第1の刃面及び第2の刃面は先端方向に対して22.5°ずつ傾斜しており、第1の刃面及び第2の刃面の間の角度(内角)は45°である。刃先部における長手方向に垂直な断面の形状は、例えば二等辺三角形である。
 工程(3)では、試験片の2cm×13cmの面が鉛直方向の上側に向く状態で、裁断刃に対して鉛直方向の下側に試験片を設置する。工程(3)では、試験片の2cm×13cmの一方の面が鉛直方向の上側に向き、試験片の2cm×13cmの他方の面が測定台に接する。試験片は、裁断刃(裁断刃の長手方向)が試験片の長手方向(長さ13cmの辺の方向)に直交する状態で設置する。
 工程(4)では、鉛直方向に裁断刃を試験片に押し込み、治具に負荷される荷重を測定する。工程(4)では、裁断刃を試験片に押し込む前に、裁断刃の先端を試験片に接触させることにより位置合わせを行ってよい。工程(4)における裁断刃の走査速度は、20mm/minに設定する。工程(4)では、鉛直方向に裁断刃を試験片に押し込み、治具の変位に対する荷重の荷重変位曲線(治具の変位に対する荷重の依存性を示す荷重変位曲線。横軸:治具の変位、縦軸:治具に負荷される荷重)を取得する。
 工程(5)では、6つの試験片について、治具の変位に対する荷重の荷重変位曲線において試験片の裁断時に観察されるピークのピークトップ(頂点)の荷重を取得する。図1は、裁断試験の試験内容を説明するための図(荷重変位曲線)である。裁断刃が試験片に押し込まれるに伴い荷重が増加する傾向があり、試験片が裁断される際には、荷重が急激に上昇した後に急激に降下してピークが観察され(図1(a)参照)、そのピークトップPの荷重を取得する。試験片が裁断されない場合には、荷重が増加し続け、荷重の急激な降下が観察されない(図1(b)参照)。
 工程(6)では、6つの試験片におけるピークトップの荷重の平均値を裁断力として取得する。
 裁断力は、架橋重合体ゲルが裁断されるときの力であり、優れた保水量を得る観点から、110N以上450N未満である。裁断力は、得られる架橋重合体粒子における溶解成分が充分に多くなりやすく、吸収体の使用時に使用者の皮膚に与える刺激を低減しやすい観点から、110N以上、130N以上、140N以上、150N以上、170N以上、200N以上、220N以上、240N以上、又は、250N以上が好ましい。裁断力は、255N以上、260N以上、265N以上、270N以上、又は、275N以上であってよい。裁断力は、優れた保水量を得やすい観点から、440N以下、430N以下、420N以下、410N以下、400N以下、380N以下、360N以下、340N以下、320N以下、300N以下、280N以下、又は、275N以下が好ましい。裁断力は、270N以下、265N以下、260N以下、又は、255N以下であってよい。裁断力としては、室温(25±1℃)における裁断力を用いることができる。裁断力は、後述する実施例に記載の方法によって測定できる。
 本実施形態に係る架橋重合体ゲル及び架橋重合体粒子は、エチレン性不飽和単量体を重合させて得られる架橋重合体を含むことが可能であり、エチレン性不飽和単量体を含む単量体組成物を重合させて得られる架橋重合体を含むことができる。本実施形態に係る架橋重合体ゲル及び架橋重合体粒子は、ゲル安定剤、金属キレート剤(エチレンジアミン4酢酸及びその塩、ジエチレントリアミン5酢酸及びその塩(例えばジエチレントリアミン5酢酸5ナトリウム)等)、流動性向上剤(滑剤)などの他成分を更に含んでよい。他成分は、架橋重合体の内部、表面上、又は、これらの両方に配置され得る。架橋重合体粒子の形状としては、破砕状、顆粒状等が挙げられる。
 架橋重合体ゲル及び架橋重合体粒子は、架橋重合体の表面上に配置された無機粒子を含んでよい。例えば、架橋重合体と無機粒子とを混合することにより、架橋重合体の表面上に無機粒子を配置することができる。無機粒子としては、例えば、非晶質シリカ等のシリカ粒子が挙げられる。
 単量体組成物は、水、有機溶媒等を含有してよい。単量体組成物は、単量体水溶液であってよい。単量体の重合方法としては、水溶液重合法、バルク重合法、沈殿重合法等が挙げられる。これらの中では、良好な吸水性能(保水量等)が得られやすい観点、及び、重合反応の制御が容易である観点から、水溶液重合法が好ましい。以下においては、重合方法の一例として水溶液重合法を用いた場合について説明する。
 単量体組成物は、エチレン性不飽和単量体を含有する。エチレン性不飽和単量体としては、水溶性エチレン性不飽和単量体を用いることができる。エチレン性不飽和単量体としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸等のα,β-不飽和カルボン酸、及び、その塩などのカルボン酸系単量体;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の非イオン性単量体;N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等のアミノ基含有不飽和単量体、及び、その第4級化物;ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-(メタ)アクリロイルエタンスルホン酸、及び、それらの塩等のスルホン酸系単量体などが挙げられる。塩(例えば(メタ)アクリル酸の塩)としては、アルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩等)などが挙げられる。エチレン性不飽和単量体は、優れた保水量を得やすく工業的に入手しやすい観点から、(メタ)アクリル酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の(メタ)アクリル酸化合物を含むことが好ましい。すなわち、架橋重合体粒子は、優れた保水量を得やすい観点から、(メタ)アクリル酸化合物を含むエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有することが好ましい。
 酸基を有するエチレン性不飽和単量体(例えば(メタ)アクリル酸)は、酸基が予めアルカリ性中和剤により中和されていてよい。アルカリ性中和剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属塩;アンモニアなどが挙げられる。アルカリ性中和剤は、中和操作を簡便化するために水溶液の状態にして用いてもよい。酸基の中和は、原料であるエチレン性不飽和単量体の重合前に行ってもよく、重合中又は重合後に行ってもよい。
 アルカリ性中和剤によるエチレン性不飽和単量体の中和度は、浸透圧を高めることで、良好な吸水性能(保水量等)が得られやすい観点、及び、余剰のアルカリ性中和剤の存在に起因する不具合を抑制する観点から、10~100モル%、30~90モル%、40~85モル%、又は、50~80モル%が好ましい。「中和度」は、エチレン性不飽和単量体が有する全ての酸基に対する中和度とする。
 単量体組成物が(メタ)アクリル酸化合物を含有する場合、(メタ)アクリル酸化合物の含有量は、単量体組成物の全質量を基準として、下記の範囲が好ましい。(メタ)アクリル酸化合物の含有量は、得られるゲルから除去すべき水分が少なく乾燥効率が良い観点から、10質量%以上、15質量%以上、20質量%以上、25質量%以上、30質量%以上、又は、35質量%以上が好ましい。(メタ)アクリル酸化合物の含有量は、優れた保水量を得やすい観点から、60質量%以下、55質量%以下、50質量%以下、50質量%未満、45質量%以下、又は、40質量%以下が好ましい。これらの観点から、(メタ)アクリル酸化合物の含有量は、10~60質量%が好ましい。本実施形態に係る架橋重合体粒子において、(メタ)アクリル酸化合物に由来する構造単位の含有量は、架橋重合体粒子の全質量を基準として、(メタ)アクリル酸化合物の含有量に関する上述の各範囲であることが好ましい。
 (メタ)アクリル酸化合物の含有量は、単量体組成物に含有される単量体の合計量、及び/又は、単量体組成物に含有されるエチレン性不飽和単量体の合計量を基準として下記の範囲が好ましい。(メタ)アクリル酸化合物の含有量は、50モル%以上、70モル%以上、90モル%以上、95モル%以上、97モル%以上、又は、99モル%以上が好ましい。単量体組成物に含有される単量体、及び/又は、単量体組成物に含有されるエチレン性不飽和単量体は、実質的に(メタ)アクリル酸化合物からなる態様(実質的に、単量体組成物に含有される単量体、及び/又は、単量体組成物に含有されるエチレン性不飽和単量体の100モル%が(メタ)アクリル酸化合物である態様)であってもよい。
 単量体組成物は、必要に応じて、連鎖移動剤を含有してよい。連鎖移動剤としては、チオール類、チオール酸類、第2級アルコール類、次亜リン酸、亜リン酸、アクロレイン、ベンズアルデヒド等が挙げられ、ベンズアルデヒドが好ましい。ベンズアルデヒドは、(メタ)アクリル酸化合物中に含まれていてよく、(メタ)アクリル酸化合物とは独立して単量体組成物を構成していてもよい。単量体組成物は、ベンズアルデヒドを含有していなくてもよく、ベンズアルデヒドの含有量は、エチレン性不飽和単量体の全質量、又は、(メタ)アクリル酸化合物の全質量に対して0ppmであってよい。
 単量体組成物がベンズアルデヒドを含有する場合、ベンズアルデヒドの含有量は、エチレン性不飽和単量体1モル、又は、(メタ)アクリル酸化合物1モルに対して、0ミリモルを超えており、下記の範囲が好ましい。ベンズアルデヒドの含有量は、優れた保水量を得やすい観点から、0.0001ミリモル以上、0.0003ミリモル以上、0.0005ミリモル以上、0.001ミリモル以上、0.0025ミリモル以上、0.003ミリモル以上、0.003ミリモルを超え、0.005ミリモル以上、0.01ミリモル以上、0.012ミリモル以上、0.02ミリモル以上、0.03ミリモル以上、0.05ミリモル以上、又は、0.06ミリモル以上が好ましい。ベンズアルデヒドの含有量は、優れた保水量を得やすい観点、及び、未反応の単量体が残存することを抑制しやすい観点から、10ミリモル以下、7ミリモル以下、6ミリモル以下、5ミリモル以下、4ミリモル以下、3ミリモル以下、2.5ミリモル以下、2ミリモル以下、1.5ミリモル以下、1ミリモル以下、1ミリモル未満、0.8ミリモル以下、0.5ミリモル以下、0.4ミリモル以下、又は、0.35ミリモル以下が好ましい。これらの観点から、ベンズアルデヒドの含有量は、0ミリモルを超え10ミリモル以下が好ましい。ベンズアルデヒドの含有量は、0.08ミリモル以上、0.1ミリモル以上、0.1ミリモルを超え、0.2ミリモル以上、0.25ミリモル以上、0.3ミリモル以上、0.3ミリモルを超え、又は、0.32ミリモル以上であってよい。ベンズアルデヒドの含有量は、0.3ミリモル以下、0.25ミリモル以下、0.2ミリモル以下、0.15ミリモル以下、0.1ミリモル以下、又は、0.08ミリモル以下であってよい。
 単量体組成物がベンズアルデヒドを含有する場合、ベンズアルデヒドの含有量は、単量体組成物の全質量を基準として、0ppmを超えており、下記の範囲が好ましい。ベンズアルデヒドの含有量は、優れた保水量を得やすい観点から、0.02ppm以上、0.1ppm以上、0.15ppm以上、0.2ppm以上、0.5ppm以上、1.0ppm以上、1.5ppm以上、2.0ppm以上、5.0ppm以上、7.5ppm以上、10ppm以上、12ppm以上、12.5ppm以上、20ppm以上、25ppm以上、30ppm以上、35ppm以上、50ppm以上、60ppm以上、62.5ppm以上、75ppm以上、80ppm以上、90ppm以上、又は、100ppm以上が好ましい。ベンズアルデヒドの含有量は、優れた保水量を得やすい観点から、3000ppm以下、2000ppm以下、1500ppm以下、1000ppm以下、800ppm以下、600ppm以下、又は、500ppm以下が好ましい。これらの観点から、ベンズアルデヒドの含有量は、0ppmを超え3000ppm以下が好ましい。ベンズアルデヒドの含有量は、125ppm以上、150ppm以上、175ppm以上、200ppm以上、250ppm以上、300ppm以上、350ppm以上、400ppm以上、450ppm以上、又は、500ppm以上であってよい。ベンズアルデヒドの含有量は、450ppm以下、400ppm以下、350ppm以下、300ppm以下、250ppm以下、200ppm以下、175ppm以下、150ppm以下、125ppm以下、又は、100ppm以下であってよい。
 単量体組成物は、重合開始剤を含有してよい。単量体組成物に含まれる単量体の重合は、単量体組成物に重合開始剤を添加し、必要により加熱、光照射等を行うことで開始してよい。重合開始剤としては、光重合開始剤、ラジカル重合開始剤等が挙げられ、水溶性ラジカル重合開始剤が好ましい。重合開始剤は、優れた保水量を得やすい観点から、アゾ系化合物及び過酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。
 アゾ系化合物としては、2,2’-アゾビス[2-(N-フェニルアミジノ)プロパン]二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-[N-(4-クロロフェニル)アミジノ]プロパン}二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-[N-(4-ヒドロキシフェニル)アミジノ]プロパン}二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(N-ベンジルアミジノ)プロパン]二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(N-アリルアミジノ)プロパン]二塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-[N-(2-ヒドロキシエチル)アミジノ]プロパン}二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(5-メチル-2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(4,5,6,7-テトラヒドロ-1H-1,3-ジアゼピン-2-イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(5-ヒドロキシ-3,4,5,6-テトラヒドロピリミジン-2-イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-[1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル]プロパン}二塩酸塩、2,2’-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二硫酸塩二水和物、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]四水和物、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]等が挙げられる。アゾ系化合物は、良好な吸水性能(保水量等)が得られやすい観点から、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミド)二塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス{2-[1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリン-2-イル]プロパン}二塩酸塩、及び、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]四水和物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。
 過酸化物としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩類;メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、t-ブチルクミルパーオキシド、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシピバレート等の有機過酸化物類などが挙げられる。過酸化物は、良好な吸水性能(保水量等)が得られやすい観点から、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、及び、過硫酸ナトリウムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。
 重合開始剤の含有量は、エチレン性不飽和単量体1モル、又は、(メタ)アクリル酸化合物1モルに対して、下記の範囲が好ましい。重合開始剤の含有量は、優れた保水量を得やすい観点、及び、重合反応時間を短縮する観点から、0.001ミリモル以上、0.003ミリモル以上、0.015ミリモル以上、0.03ミリモル以上、0.06ミリモル以上、0.08ミリモル以上、又は、0.1ミリモル以上が好ましい。重合開始剤の含有量は、優れた保水量を得やすい観点、及び、急激な重合反応を回避しやすい観点から、5ミリモル以下、4ミリモル以下、2ミリモル以下、1ミリモル以下、0.5ミリモル以下、0.3ミリモル以下、0.25ミリモル以下、0.2ミリモル以下、又は、0.15ミリモル以下が好ましい。これらの観点から、重合開始剤の含有量は、0.001~5ミリモルが好ましい。
 単量体組成物は、還元剤を含有してよい。還元剤としては、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第1鉄、L-アスコルビン酸等が挙げられる。重合開始剤と還元剤とを併用してよい。
 単量体組成物は、酸化剤を含有してよい。酸化剤としては、過酸化水素、過ホウ酸ナトリウム、過リン酸及びその塩、過マンガン酸カリウム等が挙げられる。
 単量体組成物は、内部架橋剤を含有してよい。内部架橋剤を用いることにより、得られる架橋重合体が、その内部架橋構造として、重合反応による自己架橋構造に加え、内部架橋剤による架橋構造を有することができる。
 内部架橋剤としては、反応性官能基(例えば重合性不飽和基)を2個以上有する化合物等が挙げられる。内部架橋剤としては、(ポリ)エチレングリコール、(ポリ)プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリンポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、(ポリ)グリセリン等のポリオールのジ又はトリ(メタ)アクリル酸エステル類;上記ポリオールと不飽和酸(マレイン酸、フマル酸等)とを反応させて得られる不飽和ポリエステル類;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有化合物;N,N’-メチレンビス(メタ)アクリルアミド等のビスアクリルアミド類;ポリエポキシドと(メタ)アクリル酸とを反応させて得られるジ又はトリ(メタ)アクリル酸エステル類;ポリイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等)と(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルとを反応させて得られるジ(メタ)アクリル酸カルバミルエステル類;アリル化澱粉;アリル化セルロース;ジアリルフタレート;N,N’,N”-トリアリルイソシアヌレート;ジビニルベンゼン;ペンタエリスリトール;エチレンジアミン;ポリエチレンイミンなどが挙げられる。内部架橋剤は、優れた保水量を得やすい観点、及び、低温での反応性に優れる観点から、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、及び、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。
 内部架橋剤の含有量は、エチレン性不飽和単量体1モル、又は、(メタ)アクリル酸化合物1モルに対して、下記の範囲が好ましい。内部架橋剤の含有量は、良好な吸水性能(保水量等)が得られやすい観点から、0.0005ミリモル以上、0.001ミリモル以上、0.002ミリモル以上、0.005ミリモル以上、0.01ミリモル以上、0.015ミリモル以上、0.02ミリモル以上、又は、0.025ミリモル以上が好ましい。内部架橋剤の含有量は、良好な吸水性能(保水量等)が得られやすい観点から、0.3ミリモル以下、0.25ミリモル以下、0.2ミリモル以下、0.18ミリモル以下、0.18ミリモル未満、0.17ミリモル以下、0.16ミリモル以下、0.15ミリモル以下、0.1ミリモル以下、0.06ミリモル以下、0.06ミリモル未満、0.05ミリモル以下、0.05ミリモル未満、0.04ミリモル以下、又は、0.03ミリモル以下が好ましい。これらの観点から、内部架橋剤の含有量は、0.0005~0.3ミリモルが好ましい。
 単量体組成物は、必要に応じて、上述の各成分とは異なる成分として、増粘剤、無機フィラー等の添加剤を含有してよい。増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸中和物、ポリアクリルアミド等が挙げられる。無機フィラーとしては、金属酸化物、セラミック、粘度鉱物等が挙げられる。
 水溶液重合の重合方式としては、単量体組成物を撹拌しない状態(例えば、静置状態)で重合する静置重合方式;反応装置内で単量体組成物を撹拌しながら重合する撹拌重合方式等が挙げられる。静置重合方式では、重合完了時、反応容器中に存在した単量体組成物と略同じ体積を占める単一のブロック状のゲルが得られる。
 重合の形態は、回分、半連続、連続等であってよい。例えば、静置重合方式を連続重合にて行う場合、連続重合装置に単量体組成物を連続的に供給しながら重合反応を行い、連続的にゲルを得ることができる。
 重合温度は、使用する重合開始剤によって異なるが、重合を迅速に進行させ、重合時間を短くすることにより生産性を高めると共に、重合熱を除去して円滑に反応を行いやすい観点から、0~130℃又は10~110℃が好ましい。重合時間は、使用する重合開始剤の種類及び量、反応温度等に応じて適宜設定されるが、1~200分又は5~100分が好ましい。
 本実施形態に係る架橋重合体粒子の製造方法は、ゲル粗砕工程の後に、粗砕物(ゲル粗砕物)を乾燥する乾燥工程を備えてよい。粗砕物中の液体成分(水等)を加熱及び/又は送風により除去することで乾燥物(ゲル乾燥物)を得ることができる。乾燥方法は、自然乾燥、加熱乾燥、噴霧乾燥、凍結乾燥等であってよい。乾燥温度は、例えば70~250℃である。乾燥は、例えば、180℃で30分間行うことができる。
 本実施形態に係る架橋重合体粒子の製造方法は、乾燥工程の後に、乾燥物を粉砕する乾燥物粉砕工程を備えてよい。粉砕機としては、ローラーミル(ロールミル)、スタンプミル、ジェットミル、高速回転粉砕機(ハンマーミル、ピンミル、ロータビータミル等)、容器駆動型ミル(回転ミル、振動ミル、遊星ミル等)などが挙げられる。粉砕は、例えば、スクリーンの梯形孔1mmの条件で行うことができる。
 本実施形態に係る架橋重合体粒子の製造方法は、乾燥物粉砕工程の後に、粉砕物(乾燥物の粉砕物)を分級する分級工程を備えてよい。分級工程では、粉砕物を、粒度分布の異なる2つ以上の粒子群に分けることができる。本実施形態に係る架橋重合体粒子の製造方法では、乾燥物粉砕工程と分級工程とを繰り返すことにより複数回の分級工程を行ってよく、後述する追架橋工程後に分級工程を行ってもよい。分級方法としては、スクリーン分級、風力分級等が挙げられる。スクリーン分級としては、振動篩、ロータリシフタ、円筒撹拌篩、ブロワシフタ、ロータップ式振とう器等が挙げられる。スクリーン分級は、スクリーンを振動させることによって、スクリーン上の粒子を、スクリーンの網目を通過する粒子と、通過しない粒子とに分級する方法である。風力分級は、空気の流れを利用して粒子を分級する方法である。分級工程で得られる粒子は、粒径180~850μmの粒子であってよい。
 本実施形態に係る吸水性樹脂は、ゲル粗砕工程後の重合体を追架橋させることにより得ることができる。追架橋は、ゲル粗砕工程後のいずれかの時期に行えばよく、乾燥工程の前後、粉砕工程の前後、及び、分級工程の前後のいずれにおいて行ってもよい。追架橋は、重合体粒子に対する表面架橋であってよい。追架橋は、例えば、架橋剤(例えば表面架橋剤)を重合体と反応させることにより行うことができる。架橋剤を用いて追架橋を行うことにより、重合体の架橋密度(例えば、重合体粒子の表面近傍の架橋密度)が高まるため、重合体の吸水性能(CRC、荷重下吸水量、吸水速度等)を高めやすい。
 架橋剤としては、例えば、エチレン性不飽和単量体由来の官能基との反応性を有する官能基(反応性官能基)を2個以上含有する化合物が挙げられる。架橋剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン等のポリオール類;(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリントリグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、(ポリ)グリセロールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジル化合物;エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、α-メチルエピクロルヒドリン等のハロエポキシ化合物;イソシアネート化合物(2,4-トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等)などの、反応性官能基を2個以上有する化合物;3-メチル-3-オキセタンメタノール、3-エチル-3-オキセタンメタノール、3-ブチル-3-オキセタンメタノール、3-メチル-3-オキセタンエタノール、3-エチル-3-オキセタンエタノール、3-ブチル-3-オキセタンエタノール等のオキセタン化合物;1,2-エチレンビスオキサゾリン等のオキサゾリン化合物;エチレンカーボネート等のカーボネート化合物;ビス[N,N-ジ(β-ヒドロキシエチル)]アジプアミド等のヒドロキシアルキルアミド化合物などが挙げられる。
 本実施形態に係る吸水性樹脂は、その表面に、ゲル安定剤;金属キレート剤(エチレンジアミン4酢酸及びその塩、ジエチレントリアミン5酢酸及びその塩(例えばジエチレントリアミン5酢酸5ナトリウム)等);流動性向上剤(滑剤)の無機粒子などを含んでよい。例えば、追架橋後の重合体と無機粒子とを混合することにより、重合体の表面上に無機粒子を配置することができる。無機粒子としては、例えば、非晶質シリカ等のシリカ粒子が挙げられる。
 本実施形態に係る吸水性樹脂は、水を保水可能であり、尿、汗、血液(例えば経血)等の体液を吸液できる。本実施形態に係る吸水性樹脂は、吸収体の構成成分として用いることができる。本実施形態は、例えば、紙おむつ、生理用品等の衛生材料;保水剤、土壌改良剤等の農園芸材料;止水剤、結露防止剤等の工業資材などの分野において用いることができる。
 本実施形態に係る吸収体は、本実施形態に係る吸水性樹脂(例えば吸水性樹脂粒子)を含有する。本実施形態に係る吸収体は、繊維状物を含有していてもよく、例えば、吸水性樹脂及び繊維状物を含む混合物である。吸収体の構成としては、例えば、吸水性樹脂及び繊維状物が均一混合された構成であってよく、シート状又は層状に形成された繊維状物の間に吸水性樹脂が挟まれた構成であってもよく、その他の構成であってもよい。
 繊維状物としては、微粉砕された木材パルプ;コットン;コットンリンター;レーヨン;セルロースアセテート等のセルロース系繊維;ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等の合成繊維;これらの繊維の混合物などが挙げられる。繊維状物としては、親水性繊維を用いることができる。
 吸収体の使用前及び使用中における形態保持性を高めるために、繊維状物に接着性バインダーを添加することによって繊維同士を接着させてもよい。接着性バインダーとしては、熱融着性合成繊維、ホットメルト接着剤、接着性エマルジョン等が挙げられる。
 熱融着性合成繊維としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体等の全融型バインダー;ポリプロピレンとポリエチレンとのサイドバイサイド又は芯鞘構造からなる非全融型バインダーなどが挙げられる。上述の非全融型バインダーにおいては、ポリエチレン部分のみ熱融着することができる。
 ホットメルト接着剤としては、例えば、エチレン-酢酸ビニルコポリマー、スチレン-イソプレン-スチレンブロックコポリマー、スチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマー、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロックコポリマー、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロックコポリマー、アモルファスポリプロピレン等のベースポリマーと、粘着付与剤、可塑剤、酸化防止剤等との混合物が挙げられる。
 接着性エマルジョンとしては、例えば、メチルメタクリレート、スチレン、アクリロニトリル、2-エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ブタジエン、エチレン、及び、酢酸ビニルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体の重合物が挙げられる。
 本実施形態に係る吸収体は、無機粉末(例えば非晶質シリカ)、消臭剤、抗菌剤、顔料、染料、香料、粘着剤等を含有してもよい。吸水性樹脂が無機粒子を含む場合、吸収体は、吸水性樹脂中の無機粒子とは別に無機粉末を含有してよい。
 本実施形態に係る吸収体の形状は、例えばシート状であってよい。吸収体の厚さ(例えば、シート状の吸収体の厚さ)は、0.1~20mm又は0.3~15mmであってよい。
 吸収体における吸水性樹脂の含有量は、充分な吸収特性を得やすい観点から、吸水性樹脂及び繊維状物の合計に対して、2~95質量%、10~80質量%又は20~60質量%であってよい。
 吸収体における吸水性樹脂の含有量は、充分な吸収特性を得やすい観点から、吸収体1m当たり、100~1000g、150~800g、又は、200~700gが好ましい。吸収体における繊維状物の含有量は、充分な吸収特性を得やすい観点から、吸収体1mあたり、50~800g、100~600g、又は、150~500gが好ましい。
 本実施形態に係る吸収性物品は、本実施形態に係る吸収体を備える。本実施形態に係る吸収性物品の他の構成部材としては、吸収体を保形すると共に吸収体の構成部材の脱落や流動を防止するコアラップ;吸液対象の液が浸入する側の最外部に配置される液体透過性シート;吸液対象の液が浸入する側とは反対側の最外部に配置される液体不透過性シート等が挙げられる。吸収性物品としては、おむつ(例えば紙おむつ)、トイレトレーニングパンツ、失禁パッド、衛生材料(生理用ナプキン、タンポン等)、汗取りパッド、ペットシート、簡易トイレ用部材、動物排泄物処理材などが挙げられる。
 図2は、吸収性物品の一例を示す断面図である。図2に示す吸収性物品100は、吸収体10と、コアラップ20a,20bと、液体透過性シート30と、液体不透過性シート40と、を備える。吸収性物品100において、液体不透過性シート40、コアラップ20b、吸収体10、コアラップ20a、及び、液体透過性シート30がこの順に積層している。図2において、部材間に間隙があるように図示されている部分があるが、当該間隙が存在することなく部材間が密着していてよい。
 吸収体10は、本実施形態に係る吸水性樹脂を含む吸水性樹脂粒子10aと、繊維状物を含む繊維層10bと、を有する。吸水性樹脂粒子10aは、繊維層10b内に分散している。
 コアラップ20aは、吸収体10に接した状態で吸収体10の一方面側(図2中、吸収体10の上側)に配置されている。コアラップ20bは、吸収体10に接した状態で吸収体10の他方面側(図2中、吸収体10の下側)に配置されている。吸収体10は、コアラップ20aとコアラップ20bとの間に配置されている。コアラップ20a,20bとしては、ティッシュ、不織布、織布、液体透過孔を有する合成樹脂フィルム、網目を有するネット状シート等が挙げられる。コアラップ20a及びコアラップ20bは、例えば、吸収体10と同等の大きさの主面を有している。
 液体透過性シート30は、吸収対象の液が浸入する側の最外部に配置されている。液体透過性シート30は、コアラップ20aに接した状態でコアラップ20a上に配置されている。液体透過性シート30としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等の合成樹脂からなる不織布、多孔質シートなどが挙げられる。液体不透過性シート40は、吸収性物品100において液体透過性シート30とは反対側の最外部に配置されている。液体不透過性シート40は、コアラップ20bに接した状態でコアラップ20bの下側に配置されている。液体不透過性シート40としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなるシート、これらの合成樹脂と不織布との複合材料からなるシートなどが挙げられる。液体透過性シート30及び液体不透過性シート40は、例えば、吸収体10の主面よりも広い主面を有しており、液体透過性シート30及び液体不透過性シート40の外縁部は、吸収体10及びコアラップ20a,20bの周囲に延在している。
 吸収体10、コアラップ20a,20b、液体透過性シート30、及び、液体不透過性シート40の大小関係は、特に限定されず、吸収性物品の用途等に応じて適宜調整される。また、コアラップ20a,20bを用いて吸収体10を保形する方法は、特に限定されず、図2に示すように複数のコアラップにより吸収体を包んでよく、1枚のコアラップにより吸収体を包んでもよい。
 吸収体は、トップシートに接着されていてもよい。吸収体がコアラップにより挟持又は被覆されている場合、少なくともコアラップとトップシートとが接着されていることが好ましく、コアラップとトップシートとが接着されていると共にコアラップと吸収体とが接着されていることがより好ましい。吸収体の接着方法としては、ホットメルト接着剤をトップシートに対して所定間隔で幅方向にストライプ状、スパイラル状等に塗布して接着する方法;デンプン、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、その他の水溶性高分子等の水溶性バインダーを用いて接着する方法などが挙げられる。また、吸収体が熱融着性合成繊維を含む場合、熱融着性合成繊維の熱融着によって接着する方法を採用してもよい。
 本実施形態によれば、本実施形態に係る吸水性樹脂、吸収体又は吸収性物品を用いた吸液方法を提供することができる。本実施形態に係る吸液方法は、本実施形態に係る吸水性樹脂、吸収体又は吸収性物品に吸液対象の液を接触させる工程を備える。
 本実施形態によれば、上述の吸水性樹脂を用いた、吸収体の製造方法を提供することができる。本実施形態に係る吸収体の製造方法は、上述の吸水性樹脂を得る吸水性樹脂製造工程を備える。本実施形態に係る吸収体の製造方法は、吸水性樹脂製造工程の後に、吸水性樹脂と繊維状物とを混合する工程を備えてよい。本実施形態によれば、上述の吸収体の製造方法により得られた吸収体を用いた、吸収性物品の製造方法を提供することができる。本実施形態に係る吸収性物品の製造方法は、上述の吸収体の製造方法により吸収体を得る吸収体製造工程を備える。本実施形態に係る吸収性物品の製造方法は、吸収体製造工程の後に、吸収体と吸収性物品の他の構成部材とを用いて吸収性物品を得る工程を備えてよく、当該工程では、例えば、吸収体と吸収性物品の他の構成部材とを互いに積層することにより吸収性物品を得る。
 本実施形態によれば、吸液への吸水性樹脂、吸収体及び吸収性物品の応用を提供することができる。本実施形態によれば、架橋重合体粒子の保水量の調整方法であって、本実施形態に係る架橋重合体ゲルを用いた保水量の調整方法(例えば向上方法)を提供することができる。本実施形態に係る保水量の調整方法は、本実施形態に係る架橋重合体ゲルに関して上述した(1)~(6)の手順により得られる裁断力を調整する調整工程を備える。調整工程では、裁断力を上述の各範囲(例えば110N以上450N未満)に調整することができる。
 本実施形態によれば、本実施形態に係る架橋重合体ゲルに関して上述した(1)~(6)の手順により得られる裁断力に基づき架橋重合体粒子を選定する選定工程を備える、架橋重合体粒子の製造方法を提供することができる。選定工程では、裁断力を上述の各範囲(例えば110N以上450N未満)に調整することができる。
 以下、実施例及び比較例を用いて本発明の内容を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。温度について特に断りが無い場合、下記の操作は全て室温(25±1℃)にて行った。
<ゲルの作製>
(実施例1)
 フッ素樹脂コーティングした内面を有するステンレスバット(開口部の外寸法:210mm×170mm、底面の内寸法:170×130mm、高さ:30mm)内の中心部に撹拌子(直径:8mm、長さ:40mm、リングなし)を入れた。アクリル酸ナトリウム部分中和液(重合に用いる単量体、単量体濃度:45質量%、アクリル酸ナトリウムの中和率:75モル%)340.0g、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.0541g(内部架橋剤、0.311ミリモル)、ベンズアルデヒド1.245mg(0.0117ミリモル)、及び、イオン交換水59.0gを加えた後、撹拌子を回転させることにより均一に混合して混合物(アクリル酸ナトリウム部分中和液濃度:38質量%)を得た。その後、ステンレスバットの上部をポリエチレンフィルムでシールすることによりステンレスバット内を密閉した。ステンレスバッド内の前記混合物の温度を25℃に調整後、混合物を窒素置換することにより溶存酸素量を0.1ppm以下に調整した。次いで、300rpmの撹拌下で、2質量%V-50水溶液3.09g(2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、0.228ミリモル、和光純薬工業株式会社製)、0.5質量%L-アスコルビン酸水溶液0.65g、及び、0.35質量%過酸化水素水0.72gを順に滴下することにより単量体水溶液を調製した。0.35質量%過酸化水素水を滴下した直後に重合が開始した。重合開始から12分後、得られた生成物を容器に入れたまま75℃の水浴に浸して20分間熟成することによりゲル(重合後ゲル)を得た。ゲルの厚さは1.3cmであった。同様の作業を繰り返し、裁断試験を行うためのゲルA、及び、架橋重合体粒子を作製するためのゲルBの2つのゲルを得た。
(実施例2)
 ベンズアルデヒドの使用量を12.45mg(0.117ミリモル)に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行うことによりゲルを得た。
(実施例3)
 フッ素樹脂コーティングした内面を有するステンレスバット(開口部の外寸法:210mm×170mm、底面の内寸法:170×130mm、高さ:30mm)内の中心部に撹拌子(直径:8mm、長さ:40mm、リングなし)を入れた。アクリル酸ナトリウム部分中和液(重合に用いる単量体、単量体濃度:45質量%、アクリル酸ナトリウムの中和率:75モル%)340.0g、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.0077g(内部架橋剤、0.044ミリモル)、ベンズアルデヒド37.35mg(0.352ミリモル)、及び、イオン交換水59.0gを加えた後、撹拌子を回転させることにより均一に混合して混合物(アクリル酸ナトリウム部分中和液濃度:38質量%)を得た。その後、ステンレスバットの上部をポリエチレンフィルムでシールすることによりステンレスバット内を密閉した。ステンレスバッド内の前記混合物の温度を25℃に調整後、混合物を窒素置換することにより溶存酸素量を0.1ppm以下に調整した。次いで、300rpmの撹拌下で、2質量%V-50水溶液3.48g(2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、0.257ミリモル、和光純薬工業株式会社製)、0.5質量%L-アスコルビン酸水溶液0.73g、及び、0.35質量%過酸化水素水0.81gを順に滴下することにより単量体水溶液を調製した。0.35質量%過酸化水素水を滴下した直後に重合が開始した。重合開始から12分後、得られた生成物を容器に入れたまま75℃の水浴に浸して20分間熟成することによりゲル(重合後ゲル)を得た。ゲルの厚さは1.3cmであった。同様の作業を繰り返し、裁断試験を行うためのゲルA、及び、架橋重合体粒子を作製するためのゲルBの2つのゲルを得た。
(実施例4)
 フッ素樹脂コーティングした内面を有するステンレスバット((開口部の外寸法:210mm×170mm、底面の内寸法:170×130mm、高さ:30mm)内の中心部に撹拌子(直径:8mm、長さ:40mm、リングなし)を入れた。アクリル酸ナトリウム部分中和液(重合に用いる単量体、単量体濃度:45質量%、アクリル酸ナトリウムの中和率:75モル%)340.0g、エチレングリコールジグリシジルエーテル0.0077g(内部架橋剤、0.044ミリモル)、ベンズアルデヒド12.45mg(0.117ミリモル)、及び、イオン交換水59.0gを加えた後、撹拌子を回転させることにより均一に混合して混合物(アクリル酸ナトリウム部分中和液濃度:38質量%)を得た。その後、ステンレスバットの上部をポリエチレンフィルムでシールすることによりステンレスバット内を密閉した。ステンレスバッド内の前記混合物の温度を25℃に調整後、混合物を窒素置換することにより溶存酸素量を0.1ppm以下に調整した。次いで、300rpmの撹拌下で、2質量%過硫酸カリウム水溶液3.09g(過硫酸カリウム:0.229ミリモル)、及び、0.5質量%L-アスコルビン酸水溶液0.65gを順に滴下することにより単量体水溶液を調製した。0.5質量%L-アスコルビン酸水溶液を滴下して2分後に重合が開始した。重合開始から22分後、得られた生成物を容器に入れたまま75℃の水浴に浸して20分間熟成することによりゲル(重合後ゲル)を得た。ゲルの厚さは1.3cmであった。同様の作業を繰り返し、裁断試験を行うためのゲルA、及び、架橋重合体粒子を作製するためのゲルBの2つのゲルを得た。
(実施例5)
 ベンズアルデヒドの使用量を37.35mg(0.352ミリモル)に変更したこと以外は実施例4と同様の操作を行うことによりゲルを得た。
(実施例6)
 ベンズアルデヒドの使用量を62.26mg(0.587ミリモル)に変更したこと以外は実施例4と同様の操作を行うことによりゲルを得た。
(実施例7)
 ベンズアルデヒドの使用量を124.5mg(1.173ミリモル)に変更したこと以外は実施例4と同様の操作を行うことによりゲルを得た。
(実施例8)
 エチレングリコールジグリシジルエーテルの使用量を0.0155g(0.089ミリモル)に変更し、ベンズアルデヒドの使用量を1.245mg(0.0117ミリモル)に変更したこと以外は実施例4と同様の操作を行うことによりゲルを得た。
(比較例1)
 エチレングリコールジグリシジルエーテルの使用量を0.0541g(0.311ミリモル)に変更し、ベンズアルデヒドを用いなかったこと以外は実施例4と同様の操作を行うことによりゲルを得た。
(比較例2)
 エチレングリコールジグリシジルエーテルの使用量を0.0541g(0.311ミリモル)に変更し、ベンズアルデヒドの使用量を1.245mg(0.0117ミリモル)に変更したこと以外は実施例4と同様の操作を行うことによりゲルを得た。
(比較例3)
 エチレングリコールジグリシジルエーテルの使用量を0.0541g(0.311ミリモル)に変更し、ベンズアルデヒドの使用量を124.5mg(1.173ミリモル)に変更したこと以外は実施例4と同様の操作を行うことによりゲルを得た。
<裁断試験>
 各実施例・比較例のゲルAを次のように処理して、それぞれの裁断試験を行った。
 ハサミを用いてゲルAから幅2cm、長さ13cm、厚さ1.3cmの直方体状の6つの試験片を得た。ゲルAにおいて撹拌子が存在していた領域(ゲルの中央付近)に空隙が形成されやすいことから、当該空隙が形成されていない領域から試験片を得た。
 EZtest(製品名:EZtest、型番:EZ-SX、株式会社島津製作所製)を用いて裁断試験を行った。ゲルを裁断するために用いるブレード(長尺の裁断刃、カタログ記載名称:45°カット端面t3mm)を、ブレードの先端が鉛直方向の下側に向く状態で容量500N(測定上限を450Nに設定)のロードセルに装着することにより治具を組み上げた。ブレードは、刃先部(先端方向の長さ:3mm、先端方向に向かって狭幅化され、尖った先端を有する刃先部)と、当該刃先部を支持する板状の支持部と、を有している。刃先部を含む裁断刃の長手方向における長さは7cmである。刃先部は支持部の一辺の全体に形成されており、刃先部の基端及び支持部の幅は3mmである。刃先部は、支持部の一方面から先端方向に対して傾斜する第1の刃面と、支持部の他方面から先端方向に対して傾斜する第2の刃面と、を有している。第1の刃面及び第2の刃面は先端方向に対して22.5°ずつ傾斜しており、第1の刃面及び第2の刃面の間の角度(内角)は45°である。刃先部における長手方向に垂直な断面の形状は二等辺三角形である。
 島津オートグラフ用ソフトウェア トラペジウムX(株式会社島津製作所製)を用いて、EZtestに装着したブレードを操作することにより、下記手順で試験片を裁断した。裁断は、室温(25±1℃)で行った。
 試験片の2cm×13cmの面が測定台に接すると共に試験片の長手方向がブレードの長手方向と直交する状態で測定台の上に試験片を置いた。ブレードを手動で下げ、ロードセルが荷重0.01Nを感知した時点でブレードを止めた。その後、ブレードを0.01mm上昇させ、その位置を測定開始地点に設定した。
 測定開始地点からブレードを試験片の表面に対して20mm/minの速度で押し込み(トラペジウムXのプログラム機能により自動で動くように設定した)、ゲルが裁断されたときに治具に負荷される荷重を測定した。ブレードがゲルに押し込まれるに伴い荷重が増加し、ゲルが裁断された際には荷重が急激に上昇した後に急激に下降してピークが観察され(図1(a)参照)、そのピークトップPの荷重を取得した。試験片が裁断されない場合には、荷重が測定上限の450Nに達した(図1(b)参照)。
 6つの試験片のそれぞれの裁断時の荷重(ピークトップの荷重)を測定し、荷重の平均値(裁断力)を算出した。裁断試験の結果(荷重の平均値)を表1に示す。実施例1~8では、全ての荷重(6つのピークトップの荷重)について450Nに達することがなかった。比較例1~3では、全ての荷重(6つのピークトップの荷重)が450Nに達した。
<架橋重合体粒子の作製>
 各実施例・比較例のゲルBを次のように処理して、それぞれの架橋重合体粒子を得た。
 ハサミを用いてゲルBから幅2cm、長さ13cm、厚さ1.3cmの直方体状のゲル8本を得た。直方体状のゲルをミートチョッパー(型番:12VR-750SDX、喜連ローヤル株式会社製)に順次投入した。ミートチョッパーの排出口に位置するプレートの穴(円形)の径は6.4mmであり、穴の密度は40穴/36.30cmであった。ミートチョッパーのプレートから粗砕物(粗砕されたゲル)が出てこなくなるまで粗砕を行った。
 粗砕物を網の上に広げた後、180℃に設定した熱風乾燥機(型番:FV-320、ADVANTEC社製)で30分間乾燥させることにより乾燥物を得た。
 粉砕機(Retsch、ロータビータミル、SR300)を用いて、スクリーンの梯形孔1mmの条件で乾燥物を粉砕した。
 粉砕後の粒子を目開き850μmの篩及び180μmの篩で分級することにより、850μmの篩を通過して180μmの篩上に残留した架橋重合体粒子を回収した。
<CRC測定>
 EDANA法(NWSP 241.0.R2(15)、page.769~778)を参考に架橋重合体粒子のCRCを下記の手順で測定した。
 60mm×170mmの大きさの不織布(製品名:ヒートパックMWA-18、日本製紙パピリア株式会社製)を長手方向に半分に折ることで60mm×85mmの大きさに調整した。長手方向に延びる両辺のそれぞれにおいて不織布同士をヒートシールで圧着することにより60mm×85mmの不織布バッグを作製した(幅5mmの圧着部を長手方向に沿って両辺に形成した)。不織布バッグの内部に上述の架橋重合体粒子を0.2g収容した。その後、短手方向に延びる残りの一辺をヒートシールで圧着することにより不織布バッグを閉じた。
 不織布バッグが折り重ならない状態で、ステンレス製バット(240mm×320mm×45mm)に収容された生理食塩水1000g上に不織布バッグを浮かべることにより、不織布バッグの全体を完全に湿らせた。不織布バッグを生理食塩水に投入してから1分後にスパチュラにて不織布バッグを生理食塩水に浸漬することにより、ゲルが収容された不織布バッグを得た。
 不織布バッグを生理食塩水に投入してから30分後(浮かべた時間1分、及び、浸漬時間29分の合計)に生理食塩水の中から不織布バッグを取り出した。そして、遠心分離機(株式会社コクサン製、型番:H-122)に不織布バッグを入れた。遠心分離機における遠心力が250Gに到達した後、3分間不織布バッグの脱水を行った。脱水後、ゲルの質量を含む不織布バッグの質量Mを秤量した。架橋重合体粒子を収容することなく不織布バッグに対して上述の操作と同様の操作を施し、不織布バッグの質量Mを測定した。下記式に基づきCRCを算出した。Mは、測定に用いた架橋重合体粒子の質量0.2gである。結果を表1に示す。
  CRC[g/g] = {(M-M)-M}/M
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1によれば、架橋重合体ゲルの裁断力を調整することが、優れた保水量を得ることに有効であることが確認される。
 10…吸収体、10a…吸水性樹脂粒子、10b…繊維層、20a,20b…コアラップ、30…液体透過性シート、40…液体不透過性シート、100…吸収性物品。

 

Claims (4)

  1.  エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する架橋重合体ゲルを粗砕する工程を備え、
     下記(1)~(6)の手順により得られる裁断力が110N以上450N未満である、架橋重合体粒子の製造方法。
    (1)前記架橋重合体ゲルから2cm×13cm×1.3cmの直方体状の6つの試験片を得る。
    (2)裁断刃を有する治具の当該裁断刃が鉛直方向の下側に向く状態で前記治具を設置する。
    (3)前記試験片の2cm×13cmの面が鉛直方向の上側に向く状態で、前記裁断刃に対して鉛直方向の下側に前記試験片を設置する。
    (4)鉛直方向に前記裁断刃を前記試験片に押し込み、前記治具に負荷される荷重を測定する。
    (5)前記6つの試験片について、前記治具の変位に対する前記荷重の荷重変位曲線において前記試験片の裁断時に観察されるピークのピークトップの荷重を取得する。
    (6)前記6つの試験片における前記ピークトップの荷重の平均値を前記裁断力として取得する。
  2.  前記エチレン性不飽和単量体が、(メタ)アクリル酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、請求項1に記載の架橋重合体粒子の製造方法。
  3.  エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する架橋重合体ゲルであって、
     下記(1)~(6)の手順により得られる裁断力が110N以上450N未満である、架橋重合体ゲル。
    (1)前記架橋重合体ゲルから2cm×13cm×1.3cmの直方体状の6つの試験片を得る。
    (2)裁断刃を有する治具の当該裁断刃が鉛直方向の下側に向く状態で前記治具を設置する。
    (3)前記試験片の2cm×13cmの面が鉛直方向の上側に向く状態で、前記裁断刃に対して鉛直方向の下側に前記試験片を設置する。
    (4)鉛直方向に前記裁断刃を前記試験片に押し込み、前記治具に負荷される荷重を測定する。
    (5)前記6つの試験片について、前記治具の変位に対する前記荷重の荷重変位曲線において前記試験片の裁断時に観察されるピークのピークトップの荷重を取得する。
    (6)前記6つの試験片における前記ピークトップの荷重の平均値を前記裁断力として取得する。
  4.  前記エチレン性不飽和単量体が、(メタ)アクリル酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、請求項3に記載の架橋重合体ゲル。

     
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